Палеонтологи обнаружили, что ранние птерозавры использовали определенные адаптации для поддержания стабильного полета.

Первым позвоночным существом, научившимся летать, стали птерозавры. Они появились около 220 миллионов лет назад в верхней части триасового периода (251,9-201,3 миллиона лет назад) и за свою длительную эволюцию обзавелись множеством уникальных характеристик. Некоторые летающие ящеры достигали колоссальных размеров — крупнейшими из них считаются хацегоптерикс и арамбургиана, чей размах крыльев составлял 10-11 метров, в то время как другие лазили по деревьям, а третьи летали над океанами, питаясь рыбой.

Ранние птерозавры имели длинные жесткие хвосты, которые зачастую заканчивались лопастью из мягких тканей. Существует несколько точек зрения на то, для чего она им понадобилась. Есть версия, что лопасть использовалась для привлечения партнеров, но многие ученые сходятся во мнении о ее механической функции. Скорее всего, эта особенность помогала летающим ящерам маневрировать или поддерживать устойчивость во время полета. Однако то, что форма хвостовой лопасти существенно варьировалась у разных видов, указывает на значимость этой адаптации в эволюции животных.

Международная команда палеонтологов решила исследовать внутреннюю структуру хвостовых лопастей у ранних птерозавров — рамфоринхов (Rhamphorhynchus). В предыдущем исследовании XIX века упоминалось, что в этих тканях, по всей видимости, находились гибкие хрящевые дуги, которые могли способствовать стабильности лопасти во время полета. На этот раз ученые применили современные методы для анализа структуры сохранившихся лопастей и обнаружили внутри два различных набора структур. Подробности исследования опубликованы на сайте препринтов bioRxiv.

Специалисты отобрали 100 окаменелых образцов мягких тканей хвоста Rhamphorhynchus muensteri, найденных в зольнхофенских известняках. Наличие лопастей палеонтологи исследовали с помощью ультрафиолетового света — из них выбрали четыре исключительно качественных экземпляра, которые затем изучили с помощью лазерно-индуцированной флуоресценции (ЛИФ). Этот метод позволяет выбивать фотоны из материала, благодаря чему светятся те участки, которые при ультрафиолетовом облучении оставались темными. Ранее, например, он позволил определить тип полета у вымершей птицы Sapeornis.

Длина лопастей у отобранных рамфоринхов составляла 7-7,5 сантиметра, что чуть более 20 процентов от общей длины хвоста. В этих ромбовидных отростках специалисты обнаружили более десяти групп прямых структур, расположенных перпендикулярно хвосту (у одного образца их насчитали 17 штук).

Их толщина (0,6-1 миллиметр) и, вероятно, полое строение подсказали исследователям, что они представляли собой стержни. У одного рамфоринха палеонтологи также выявили несколько почти горизонтальных тонких волокон, проходивших через вертикальные и образовывавших сшитую решетку.

Авторы статьи пришли к выводу, что два этих набора структур формируют сетку, предотвращающую растяжение хвостовой лопасти при встречном потоке воздуха. При отклонении в сторону лопасти важно сохранять упругость и жесткость, чтобы противостоять растяжению. Благодаря этому она позволяла птерозаврам лучше контролировать полет с помощью хвоста — решетка выдерживала нагрузки при резких движениях.

Поздние виды летающих ящеров полностью отказались от хвостовых лопастей, сместив центр массы вперед к голове и передав управление на крылья и черепной гребень.