Ученые математически обосновали неспособность первых птиц к полету

Ученые с помощью математического анализа окаменелостей первых доисторических птиц показали, что полет с помощью взмахов крыльев был им едва ли доступен, так как прочность перьев была недостаточной, что говорит о долгой эволюции современного птичьего полета, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Science в пятницу.

Согласно современным представлениям, первые птицы отделились от динозавров еще 150 миллионов лет назад, после чего начали самостоятельное развитие. Тем не менее, многие ученые уверены, что способности к самостоятельному полету с помощью энергичных взмахов крыльев появились у них намного позже. Сторонники этой гипотезы полагают, что первым птицам был доступен только планирующий полет с возвышенностей или крон деревьев. В то же самое время многие палеонтологи считают такую точку зрения необоснованной.

Биолог Роберт Наддс (Robert Nudds) из Манчестерского университета в Великобритании и его коллега Гэрет Дьюк (Gareth Dyke) из университетского колледжа в Дублине попытались поставить точку в этом споре, впервые применив математический анализ механических характеристик крыльев ископаемых видов птиц, который им удалось провести с помощью музейных экспонатов.

Ученые пытались, таким образом, обоснованно судить о том, была ли прочность крыльев первых птиц достаточной, чтобы обеспечить их хозяевам возможность совершать быстрые махи и набирать достаточную подъемную силу. Для этого ученые использовали уравнения балки Эйлера-Бернулли, описывающие деформации балки под нагрузкой. Эта теория давно и с успехом используется в инженерном деле, а наиболее известным объектом, воздвигнутым с ее помощью, является Эйфелева башня.

Свои вычисления ученые сфокусировали на так называемых маховых перьях первого порядка, образующих край крыла, которые берут на себя наибольшую нагрузку во время полета. Для анализа учеными были отобраны пять образцов окаменелостей птиц из рода Confuciusornis, живших примерно 120-125 миллионов лет назад. В качестве параметров в уравнениях Эйлера-Бернулли выступали длина перьев и толщина стебля пера - длинного тонкого стержня, образующего основу пера, а также масса птиц.

Согласно расчетам ученых, маховый полет конфуциусорнисам доступен не был - их крылья неизбежно должны были прогибаться под тяжестью возлагаемой на них при полете нагрузок. Аналогичным был результат расчета прочности крыльев и более древнего вида птиц - археоптериксов, обитавших на Земле около 150 миллионов лет назад. Запас их прочности оказался в два раза ниже необходимого.

При этом согласно тем же расчетам, прочность крыльев современных голубей и некоторых других птиц в 13 раз превосходит необходимый для махового полета предел.

Авторы статьи полагают эти данные обоснованным доказательством гораздо более позднего развития махового полета у птиц, много миллионов лет спустя после их отделения от динозавров.

Впрочем, некоторые палеонтологи, признавая данную работу наиболее обоснованной оценкой способности первых птиц к полету, не согласны с выводами. Так Льюис Чаппи (Luis Chiappe) палеонтолог из Музея естественной истории в округе Лос-Анджелес, мнение которого приводит Интернет-издание Science NOW, полагает, что в вычисления ученых могли вкрасться ошибки, обусловленные плохой сохранностью костей и перьев птиц.

Филип Кюри (Philip Currie), палеонтолог из Университета Альберты в Канаде, в свою очередь указывает на то, что окаменелости описанных в работе птиц были найдены в морских и пресноводных осадочных породах. По мнению эксперта, птицы, не способные к дальнему полету с помощью маховых движений крыльями, едва ли могли оказаться так далеко от места начала полета, находящегося на берегу.