Биология

Неразвитые крылья наземных динозавров покачивались при беге

Zhao Chuang

Китайские ученые разработали математическую модель, построили робота и заставили страуса бегать с искусственными крыльями для того, чтобы понять эволюцию крыльев. Как оказалось, бег вызывал слабые покачивания крыльев, что могло впоследствии перерасти в маховые движения. О результатах исследования ученые рассказывают на страницах журнала PLOS.

С открытия археоптерикса в 1861 году зарождение полета как адаптации остается открытым вопросом. Существует три основные гипотезы: «древесная», согласно которой предки птиц сначала научились планировать с деревьев; «наземная», согласно которой небольшие ловкие динозавры стали использовать перья для поднятия в воздух; «бег с помощью крыльев», заключающийся в том, что крылья улучшали контакт животных с поверхностью и позволяли набирать им большую скорость при беге.

Цзин Шань Чжао и его коллеги из Университета Цинхуа изучали Caudipteryx — наземного динозавра весом до 14 кг, обитавшего на территории северо-востока Китая 120-125 млн лет назад. Название ящера переводится как «хвостовое перо». Однако пернатый не мог летать, так как крылья были слишком коротки, а перья на них были прямые и симметричные. Значит, динозавр бегал. И бегал с поразительной скоростью до 8 метров в секунду.

Исследователи разработали математическую модель, которой дали название модальной теории эффективной массы. Система способна анализировать механические эффекты бега на различные части тела Caudipteryx. Расчеты показали, что скорость движения от 2,5 до 5,8 метра в секунду создавала вынужденные вибрации частотой от 1,99 до 5,79 герц, которые заставляли динозавра махать крыльями при беге. Далее ученые создали робота Caudipteryx в натуральную величину, который мог бегать с разными скоростями, и подтвердили, что бег вызывает покачивание крыльев. Эксперименты на небольшом страусе с искуственными накладками-крыльями разных длин показали, что более длинные и крупные крылья обеспечивали большую подъемную силу до 0,42 Н.

«Наша работа показывает, что хлопающее движение крыльев развивалось пассивно и естественно, когда динозавр бегал по земле, — поясняет Чжао. — Однако этого движения пока было мало, чтобы поднять динозавра в воздух».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.