Среди гипотез, рассматриваемых как причина возникновения первых перьев, есть гипотеза о том, что первые перья служили для украшения древних риптилий.
Вопрос, не могли ли самые первые перья быть чешуёй с неоднородным строением, так как такое строение даст более сильное рассеяние света в чешуе и позволит создать более яркую окраску при прочих равных условиях?
(http://www.aquarium-portal.ru/pub/articles/a22.jpg)
Пояснения:
Неоднородность могла быть весьма скромной, например просто продольные или поперечные неровности пластинки чешуи, но заметной оптически. Такая оптическая неоднородность создаст больше отражения света и более яркий световой и цветовой котраст, если чешуя окрашена. У современных красителей есть аналогичная характеристика - "укрывистость". Естественно, что другие функции, теплоизоляция и аэродинамика, были приобретены позднее.
Находимые сейчас примитивные перья динозавров всё же уже зашли в эволюции довольно далеко, это вытянутые образования в 10-15 см и 2 мм шириной. То есть они уже изменились сильно в геометрических размерах.
http://www.infox.ru/science/past/2009/01/13/Protopyerya_v_Kitaye.phtml (http://www.infox.ru/science/past/2009/01/13/Protopyerya_v_Kitaye.phtml)
Можно с большой натяжкой представить, что перья нужны были для сохранения тепла у хладнокровных (в ту пору). Это позволяло им быть более активными в ночное время суток, когда другие хладнокровные уже "подмерзали". Возможно, перья или подобие крыльев, поставленные под определенным углом, позволяли также быстрее набрать тепло на первом солнышке. У перьев более высокая степень терморегуляции, чем у шерсти, и более устойчивое сохранение тепла при ветре. Аэродинамика нужна не только в полете - на земле при некоторой скорости она тоже не помешает.
Цитата: Marcuss от сентября 19, 2010, 11:42:36
Можно с большой натяжкой представить, что перья нужны были для сохранения тепла у хладнокровных (в ту пору).
И я про то же... Более вероятным представляется развитие чешуи как декоративного и защитного покрытия и только потом как терморегулирующего.
Интересно было бы увидеть данные генетического анализа. Есть ли гены способные образовывать вместо перьев примитивные структуры и каков их возраст относительно других по молекулярным часам.
Насчет декоративного - сильно сомневаюсь. Да и защита у чешуи вполне достаточная, у перьев не лучше, панцирь черепахи.
Я в "возникновении крыльев" уже писал, вроде как сейчас доказано происхождение перьев из чего-то по виду вроде полых волосков, а не чешуи, насчёт функции- кто её разберёт- она, декоративная, и сейчас есть, гарантировано была у некоторых динов, всё может быть.
Конкретные находки нужны. С терморегуляцией, я не знаю... Вообще она ведь в обе стороны работает- как охладиться труднее, так и нагреться, с другой стороны как раз перья можно поднимать и опускать в зависимости от времени суток и освещения.
Но вообще, если не ошибаюсь, теплоизоляция наблюдается сейчас только у теплокровных, даже кожистая черепаха показательна, она из крупных единственная такая жирпокрытая.
Ну это может быть исключение из-за малости- не с кем сейчас сравнивать, либо продвинутые теплокровники, либо такие же холоднокровные.
Перья возникли не из чешуи, а из эпидермиса. http://www.evolbiol.ru/peria/peria.html Возникли они у динозавров-теропод. Скорее всего, они были теплокровные. У некоторых динозавров перья были вовсе не примитивные. Но у нелетающих - симметричны, а для полета необходимы асимметричные. Со времен археоптерикса перья мало изменились. Функция перьев сначала теплоизоляция, затем полет птиц.
Цитата: Макс1Перья возникли не из чешуи, а из эпидермиса. http://www.evolbiol.ru/peria/peria.html Возникли они у динозавров-теропод.
Спасибо за ссылку, очень полезный материал.
Насколько я понял из его содержания, до находок оперённых динозавров не относящихся к таким видам как Археоптерикс существрвала теория о возникновении перьев из чешуи, названная класической:
ЦитироватьПоследние ископаемые находки и открытия в области биологии развития наносят сокрушительный удар по классической теории о возникновении перьев из чешуи рептилий.
Ну это так, к слову.
Тогда переформулирую вопрос в свете теории развития пера из эпидермиса:
"Самые первые перья, являющиеся полыми трубочками эпидермиса, какую функцию выполняли? Они служили только терморегуляции или могли служить окраске? Если они служили терморегуляции, то какова должна быть их плотность расположения на поверхности тела, чтобы проявить теплоизоляционные свойства?
Не так давно был опубликован следующий материал:
1. http://www.infox.ru/science/past/2010/01/27/zvet_dino.phtml
2. http://www.membrana.ru/articles/global/2010/01/29/193600.html
Как теперь видится роль первых перьев?"
Иллюстрация:
(http://www.membrana.ru/images/articles/1264783120.jpeg)
P.S.
-----
Сам не ожидал такого развития темы!
Макс1 - отдельное спасибо, за своевременное замечание! :)
Перья могут быть только дальнейшим развитием шерсти. У теплокровных этот процесс тормознулся, а у рептилий шел далее, шерсть усложнялась и получилось перо. А из эпидермиса - это как? Почему бы не сказать тогда, что перо растет из тела птицы?
Цитата: MarcussА из эпидермиса - это как? Почему бы не сказать тогда, что перо растет из тела птицы?
Без понятия почему так, для меня важным является, что перья
не гомологичны чешуе. Хотя,
до последних открытий палеонтологии и молекулярной биологии
так и считалось, но вот в последние 15-20 лет выяснилось, что это
не так.
Шерсть современных животных вроде бы возникла
независимо от пера у совершенно других животных. Первая шерсть находилась на морде и служила для повышения осязательной чувствительности, как современные вибрисы(усы), и лишь потом распространилась по всему телу и стала выполнять функции терморегуляции, защиты и окраски. Мне кажется, что это не гомологичные органы и должны управляться разными генами и управляющими последовательностями, но я этого
не знаю точно.
Нужно поискать материал на эту тему.
А почему бы не предположить что возникновение перьев стало следствием появления способности предковой формы к терморегуляции, а не его причиной. Похоже мы забываем, что теплокровность это сложный биохимический процесс и внешний покров животного не единственный и далеко не главный фактор способности к терморегуляции. Динозавриды были главенствующими хищниками своего времени и на определённом этапе эволюции появилась необходимость быть более независимыми от внешних природных условий - появились предпосылки для их теплокровности и приспособления, в ряду которых перьевой покров лишь дополнительно обеспечивал терморегуляцию.
Возникновение пера у теропод могло быть логическим следствием эволюции этих рептилий как доминирующих наземных хищников мезозоя и не было связано на прямую с каждым конкретным фактором, таким как к примеру брачный наряд, окраска и тому подобное. Всё появилось лишь в последствии.
Цитата: Arctodus от сентября 22, 2010, 07:44:30
А почему бы не предположить что возникновение перьев стало следствием появления способности предковой формы к терморегуляции, а не его причиной.
Не возражаю, что теплокровность могла быть до появления перьев. Вопрос возникает в эволюции первых перьев - насколько существенным был их термоизолирующий эффект? Какими были непосредственные предшественники полых волосков и какова была их эволюционная выгода? Версия первоначальной декоративной функции, вроде как, наименее требовательная и некоторую эволюционную выгоду имеет(покровительственная окраска, привлечение полового партнёра, соперничество и т.д.).
Очень интересная тема!
Чем хорош густой перьевой покров, помимо терморегулирующей функции? Перья выбиваются при ударе, при этом кожа остаётся неповреждённой. Для крупных динозавров это ценно во время бега в зарослях, для мелких - при выскальзывании из зубов хищника. Но это - когда перьевой покров достаточно густ и длинён. А короткие полые трубки? Хм. А чего бы не попробовать увязать их появление с действием потовых желёз? Сброс излишков тепла - коренная проблема сравнительно крупных бегающих животных. А толстая кожа ещё и склонна к пересыханию, для выведения наружу жира требуются специализированные каналы...
Цитата: Ван от октября 05, 2010, 20:07:41
Сброс излишков тепла - коренная проблема сравнительно крупных бегающих животных.
Просто решается - туловище в перьях, ноги голые.
И шея.
По потовым железам, но ведь если не ошибаюсь, кожа этой ветви пресмыкающихся как разз принципиально отличается от "зверозубой" кожи отсутствием желёз, пот бы им иногда не помешал, но его не было.
И жировые железы, водоплавание давно имеет место, жировые железы могли бы выработаться, приходится выкаблучиваться с копчиковой.
Нет, потовых желёз скорее всего не было.
Цитата: алексаннндр от января 03, 2011, 21:58:26
Нет, потовых желёз скорее всего не было.
А кожное дыхание?
А что с коджным дыханием?
Да дышать через трубочку выгоднее, чем через пору, заливаемую слизью и грязью. Конечно, меховые лягушки - утопия, но "ворсисто-щетинистые" дины вполне могли таким образом адаптироваться в безводной среде.
Ну хз конечно...
Но вот они очень неплохо лёгкие развивали, получается их губчатые лёгкие были уже такими- предптичьи- уже довольно давно.
Ведь к примеру у земноводных, где ставка на кожное дыхание велика, там иногда лёгкие наоборот редуцируются, даже совсем исчезают, мелочь конечно только так умеет, но всё же.
Мне кажется, что скорее всего на кожное дыхание "рассчёта" не было.
И теплокровными там многие стали- похоже- если перья стали теплоизолирующими, теплоизоляция, мне кажется, всегда выгоднее с внутренней батареей, чем вот если погревшись на солнышке стараться не остыть. Перья конечно предоставляют некоторую возможность, когда уже опахала есть, можно представить такие щиты из перьев- поднял, повернулся нужным местом- погрелся, потом опустил пёрышки и всё нештяк. Может быть.
Но всё равно, надёжнее с теплокровностью, пусть даже несовершенной, птерозавры тоже обзавелись, то ли гомологичной предперьям, то ли очень похожей термоизоляцией, у них она как шерсть была, тут теплокровность даже больше видится, шерсть перьевую подъёмную поверхность не сдублирует.
У теплокровных потребность в кислороде совсем другая. Да и трубочки- нужен тогда механизм принудительной вентиляции, а это как? Диффузией- а смысл- есть поры, диффузия лучше, есть трубочки- хуже. Это у насекомых трубочки доставляют кислород к органам, над телом они не возвышаются.
Не к этой теме конечно, но вот птичьего типа лёгкие как предполагается, когда на самом деле в целом сформировались и у кого примерно?
Цитата: алексаннндр от января 05, 2011, 01:19:46
У теплокровных потребность в кислороде совсем другая. Да и трубочки- нужен тогда механизм принудительной вентиляции, а это как? Диффузией- а смысл- есть поры, диффузия лучше, есть трубочки- хуже. Это у насекомых трубочки доставляют кислород к органам, над телом они не возвышаются.
Ну, в принципе, нужно же в чем-то искать пути разделения земноводных на динов, птиц и млеков. Насекомые в чем-то прошли параллельную эволюцию, имея наружный панцирь. Запихнув "панцирь" внутрь тела, потребовалось идти своим путем завоевания ресурсов питания.
А есть ли какие генеральные различия в легочном дыхании современных крокодилов, птиц и млеков?
Ну как- с лёгкими- различия и есть, и совсем нет.
Совсем нет, потому что лёгкие взяли на себя у всех- крокодилов, млеков и птиц всеподавляющую долю газообмена, у каждого орган высокоразвит :), как это сказать.
Различия лишь в деталях так-то, но важных- у птиц лёгкие построены по типу губки, сквозь которую продувается воздух в одном направлении, там есть спецмешочки воздушные среди внутренних органов, чтобы наиболее эффективно воздух продувать сквозь париенхиму. Для лёгкого- получается- нет мёртвого объёма, максимально нет, весь объём лёгкого работает, лёгкое меньше, при той же эффективности, чем альвеолярное.
У крокодилов и млеков вроде как ставка на диафрагмальную штуковину, лёгкие благодаря этому очень сильно меняют свой объём, но в них сравнительно большой недействующий объём- ведь у нас лёгкое- это бронхиолярное дерево, основным смыслом для газообмена являются конечные пузырьки, ну ещё стеночки мельчайших бронхов, уже хуже, а крупнейшие бронхи это только воздуховоды. Но справляемся, вот эритроциты поменьше да погибчее сделали- Мы, млеки.
С другой стороны, вот сейчас подумал, а как же губчатые лёгкие защищаются от попадающего сора? Да, трахея многое может задержать, выкашлять, но у наших лёгких всё-таки выгоднее устройство, в каждом бронхе воздух проходит туда и сюда, но птицы не жалуются.
Да, ещё читал, что скорее всего у птерозавров лёгкие были птичьего в целом строения, прошу прощения если перепутал, но если так, то это изобретение либо неодинарное, либо достаточно древнее.
А что если... Можно ли представить себе преобразование альвеолярной системы в птичью?!
Понятное дело, орган уже сильно специализирован, но летучим мышам бы не помешало, я плохо так-то это представляю- наглядно- но вот у нас есть диафрагма, большой воздушный мешок, который продувает воздух сквозь губчатую структуру, других мешков то ли не нужно, то ли они нужны в меньшей степени.
Да, я тут всё о перьях, да о рассеянном свете! :)
Цитата: алексаннндр от января 05, 2011, 15:13:57
С другой стороны, вот сейчас подумал, а как же губчатые лёгкие защищаются от попадающего сора?
Дык волоски и раковины в носу...
Прошу прощения, с лёгкими крокодила поторопился, записав их в альвеолярные, но заменитель диафрагмы у них точно есть:
http://www.infox.ru/science/animal/2010/01/14/Krokodilyy_dyyshat_k.phtml