Бесхвостые птерозавры подотряда птеродактилей бывали размерами от воробья до гигантов более чем 12 метров в размахе крыльев. И если о способности к активному полету "малышей" никто особо не задумывался (просто проводя параллели с современными рукокрылыми), то гиганты озадачивали – современные птицы, обладая более совершенным механизмом для полета, при таких размерах просто не способны были бы подняться в воздух, ящеры же, имея относительно слабую мускулатуру плечевого пояса и тяжелое крыло-перепонку, судя по всему, большую часть жизни проводили в воздухе – это при том, что сила тяжести на Земле тогда была несколько выше современной. Долгое время считали, что крупные птерозавры были способны лишь на пассивное парение в восходящих потоках, а стартовать могли, только бросаясь вниз головой с обрыва. Случайно же оказавшийся на ровной поверхности птеранодон средних размеров якобы был обречен из-за невозможности вновь подняться в воздух.
Современные расчеты показывают, что даже самые крупные птерозавры могли вполне активно летать, несмотря на то, что по размерам они напоминали современного жирафа. Эти двухсокилограммовые создания могли брать разбег со скоростью 15 метров в секунду – чтобы разогнать такую массу, птерозавры использовали все четыре конечности. Они неплохо прыгали, отталкиваясь преимущественно передними конечностями в момент разгона и взлета, им достаточно было менее одной секунды для отрыва от поверхности земли (без всякой необходимости бросаться в пропасть), чтобы отправиться в полет.
А вот летали они совсем не как птицы, хотя их, по аналогии, везде изображают очень похоже – с вытянутой вперед, как у гуся, головой. Как максимум, они могли сходным образом парить. А вот чтобы махать крыльями по птичьему способу, нужна развитая грудная мускулатура, крепящаяся к крупному килю-грудине, а эти образования у птерозавров были гораздо меньше, чем у птиц. Для активного полета птерозавры использовали другой способ.
Среди насекомых существуют такие, которые крыльями машут на порядок чаще, чем их нервные клетки физически могут послать сигнал на мышцы. Объясняется это эффектом резонанса - жесткая спинка некоторых жуков выполняет роль резонатора - если эти надкрылья убрать, он не сможет взлететь. Чтобы ощутить этот эффект, попробуйте взять длинную упругую рейку за середину и потрясти ею. Если опускать и поднимать руку в такт, то с очень небольшими затратами энергии можно добиться амплитуды взмахов частотой несколько герц – концы рейки становятся полупрозрачными. Если же сбиться с ритма, то сразу же ощутимо возрастает сопротивление планки движению руки.
Большое крыло тяжело разогнать, а потом еще тяжелей затормозить, чтобы двигать в обратную сторону, им нельзя с места махнуть на всю амплитуду, но постепенно разгоняя вверх-вниз, взмахи даже очень большими крыльями можно довести до очень большой частоты. Останется внести довольно слабый сигнал управления, слегка "тормозящий" или "разгоняющий" крылья в их резонансе. Этим элементом и были грудные и спинные мускулы птерозавров. Им достаточно было прикладывать усилие (рывок) с ходом несколько сантиметров один раз в несколько секунд, а крылья продолжали махать с частотой несколько герц и амплитудой в два метра. Весь фокус в специальных сухожилиях, соединявших кости верхних конечностей во время полета в единый жесткий резонатор.
Для полета вперед нужно только переднюю кромку крыла сделать более жесткой, чтобы во время взмаха крыло делало загребающие движения, и начнет создаваться подъемная сила и тяга. Что мы и имеем в случае с крылом птеродактиля – передний край образован костями конечности, а плоскость - прочной эластичной мембраной.
Однако если бы подобным способом полета попыталось воспользоваться существо с пропорциями птицы, то первый же взмах крыльев привел бы к тому, что тело сместилось бы в противоположную сторону. При увеличении силы взмахов тело будет отклоняться от своего первоначального положения настолько, что потеряет устойчивость и будет отброшено в сторону. При этом условия для обратного взмаха будут нарушены, и его произвести просто не удастся. Если же, чтобы компенсировать это нежелательное явление, увеличить массу тела, то окажется, что подъемной силы, создаваемой крыльями, не хватит для отрыва от земли.
Птерозавры решили эту проблему оригинальным способом. При виде скелета птеродактиля в первую очередь бросается в глаза громадная голова с толстой шеей на тщедушном теле – габариты туловища, головы и шеи примерно соответствуют. При такой компоновке центр тяжести находился в области шеи, и вся система приводилась в движение путем изгибания шеи в вертикальной плоскости - энергичными махами головой вверх-вниз (или, в случае вертикального расположения тела - вперед-назад). При этом голова играла роль противовеса, запасающего энергию, а на другом конце "качелей" находились крылья – голова раскачивалась, как маятник, крылья двигались взад-вперед все сильнее и сильнее. Масса головы уравновешивала массу воздуха, отбрасываемого крыльями, и чем она была больше, тем большее количество воздуха можно было отбросить за каждое качание. Объективно в пользу этой теории свидетельствует тот факт, что мозг птеродактилей был подвешен в воздушном мешке, амортизирующем тряску (чего не наблюдается у птиц) – при таком использовании головы мозг должен был подвергаться значительным перегрузкам.
Регулировка момента инерции головы (если проще - ее массы) производилась комбинацией двух способов – путем перекачки в голову крови из туловища (на отпечатках гребней гигантских птерозавров сохранились многочисленные следы кровеносных сосудов – там крепились кавернозные образования для кровяного балласта) и путем наклона головы - изменением длины плеча рычага, что объясняет длинную, вытянутую ее форму и наличие того же гребня.
Взлет птеродактиля мог быть и практически вертикальным, с места – разгонялись только крылья, в то время как птерозавр оставался на месте. Набрав высоту, он ложился на крыло - переходил в горизонтальное положение и продолжал полет в режиме планирования. При этом он мог, в случае необходимости, добавить скорости путем резких рывков головой с одновременными резкими взмахами крыльев вниз и медленным их подъемом. Однако в остальное время при горизонтальном полете тяжелая голова уже была не нужна, а наоборот, представляла помеху. Эта проблема решалась, опять таки, двумя способами. Во-первых, кровь из головы откачивалась в туловище, чем смещался центр тяжести. Во-вторых, голова могла принимать положение внизу под туловищем, аналогичное месту пилота классического дельтаплана. Этим легко достигалась оптимальная устойчивость полета и оперативность управления - всего лишь небольшим изменением положения головы изменялся поперечный наклон летной плоскости относительно горизонта, и, соответственно, осуществлялось руление. Правда, картина окружающего мира оказывалась перевернутой, и глаза нужно было направлять назад и вверх (т.е. вперед и вниз по ходу движения) относительно нормального положения головы. В этом случае глаза птерозавров были аналогичны глазам хамелеонов, которые могут обозревать практически всю сферу без поворота головы. Кроме того, такое положение головы решало проблему транспортировки в клюве различных предметов - добычи или стройматериалов. Ведь, в отличие от птиц, летающий ящер не мог переносить предметов ногами, не нарушая летных характеристик.
Для усиления торможения при посадке использовалась кость, отклоняющаяся вперед и натягивающая переднюю часть летательной мембраны. К тому же птерозавры могли менять форму крыльев во время полёта, отклоняя палец, к которому крепился конец перепонки, и регулировать кривизну поверхности крыла благодаря набору длинных мышечных волокон и сухожилий, составлявших каркас несущей мембраны. Отдел мозга птерозавра, контролирующий движения, в несколько раз больше относительно птичьего. Это говорит о том, что при более простой механике полет ящеров требовал более сложной системы управления.
Птеродактиль - птерозавр юрского периода . Птерозавры - рептилии приспособившиеся к полету. Птерозавры разделяются на два подотряда рамфоринхоиды и птеродактилоиды. Птеродактиль - типичный представитель подотряда тперодактилоидов.
Особенно хорошо был развит мозжечок - участок мозга, отвечающий за координацию движений. Зрение птеродактил я было развито хорошо, Учитывая способ добывания пищи, птеродактиль должен был видеть с большого расстояния.
Строение тела птеродактиля:
строение птеродактиля
Птеродактили имели легкие и полые кости скелета. Позвоночник состоял из 8 шейных, 10-15 спинных, 4-10 крестцовых и 10-40 хвостовых позвонков. Грудная клетка была широкой и имела высокий киль. Лопатки были длинными, тазовые кости срослись.
строение птеродактиля
Передние
конечности птеродактиля
были очень длинными в
сравнении с размерами тела. Они оканчивались четырьмя пальцами,
один из которых был необычайно длинным и был частью опорной структуры
крыла. На нем крепилась перепонка, образовывающая крыло. Перепончатое
крыло тянулось от задней стороны передней конечности к бокам туловища
до самых ног.
Форма перепонки дополнительно поддерживалась
сетью жестких проходящих в коже волокон, ориентированных по тем
же направлениям, что и стержни перьев у птиц или пальцы у летучих
мышей. Этот каркас не позволял крылу спадаться, защищал его от
износа и делал более аэродинамичным. Перепончатое крыло птеродактиля
было похоже на крыло современных летучих мышей. Перьев, как у
современных птиц, у птеродактилей
не было, но
имелся небольшой шерстный покров. Хвост у птеродактилоидов либо
очень короткий, либо совсем отсутствовал. Задние конечности были
гораздо короче передних, но были пропорциональны размерам тела.
Оканчивались задние конечности тремя когтистыми пальцами.
Образ жизни птеродактиля:
Птеродактили вели преимущественно дневной образ жизни, а по ночам спали уцепившись когтями за ветки деревьев. С ровной поверхности птеродактили взлететь не могли, поэтому, разжимая когти, падали вниз и в момент падения расправляли крылья.
Наиболее характерные представители птерозавров
– птеродактиль
и
Птеродактиль — это первое животное, из известных учёным, которое относят к роду летающих ящеров, которые появились на сцене жизни в самом конце юрского периода. Эти летающие ящеры очень напоминали птицу с огромными крыльями и острым клювом.
Большинство птеродактилей имело достаточно крупные размеры, а их тела отличались невероятной лёгкостью, за счет того, что кости скелета этих летающих динозавров имели воздушные полости и были очень лёгкими. Такой лёгкий скелет давал возможность этим ящерам летать без затруднений, используя свои перепончатые крылья. Сами крылья птеродактиля состояли из кожных складок, которые крепились к костям на запястьях и к каждому четвертому пальцу. Название этого динозавра в переводе означает «Пальцекрыл».
Птеродактиль размеры
Размеры птеродактилей могли очень сильно отличаться, как в высоту, так и в длину, так как палеонтологи находили останки птеродактилей размером с ворону, а так же скелеты размером с современный самолёт до 12 метров. Но средние размеры этих динозавров варьировались от 2 — 2,5 метров в длину 1, 5 метров в высоту, а их масса в среднем доходила до 75 кг.
Птеродактиль чем питался
Предположительно эти ящеры умели цепляться за скалы, потом отталкиваться от них и планировать по воздуху над поверхностью водоема. Так как лапы птеродактилей имели пальцы, такая анатомия позволяла им выхватывать рыбу из воды на лету. Разумеется охотиться на рыбу могли только крупные особи, более мелким птеродактилям приходилось довольствоваться в основном насекомыми.
Как уже упоминалось выше, птеродактили цеплялись лапами за скалы, потом взлетали отталкиваясь. Но любопытно будет узнать, что с земли они взлетать не могли, чтобы взлететь этому животному приходилось взбираться на дерево либо скалу, а потом парить расправляя крылья. По деревьям, горам и скалам эти ящеры лазали отлично, а вот по суше перемещаться они практически не могли, передвижение по поверхности земли давалось им с огромным трудом. Такие обстоятельства делали их очень легкой добычей для других динозавров.
Самыми яркими представителями птеродактилей считают Кетцалькоатля и Птеранодона.
Экология
Новые исследования крупнейшего птеродактиля показали, что эти животные были слишком крупными, а их мышцы – слишком слабыми, чтобы оторваться от земли и подняться в воздух. Несмотря на это, птеродактилям удавалось летать. Они использовали холм или обрыв, слетая вниз и ловя потоки ветра, что позволяло им парить, как это делают дельтапланы.
Ученые сделали новый анализ окаменелых останков огромного птерозавра кетцалькоатля, который обитал в конце Мелового периода в районе современного Техаса. Кетцалькоатль имел размах крыльев около 10 метров и примерно был сравним по размерам с современным истребителем F-16. Это был последний птеродактиль, который мог смотреть с высоты на динозавров 65 миллионов лет назад.
Новые исследования показали, что эти летающие рептилии имели вес около 70 килограмм. Такой вес животного является практически максимальным ограничением, чтобы оно могло спокойно летать, согласно палеонтологу Санкару Шаттерджи (Sankar Chatterjee) из Техасского Технического Университета в Лаббоке.
Птеродактиль кетцалькоатль
Шаттерджи заинтересовался кетцалькоатлем, так как некоторые другие ученые утверждали, что животное весило намного больше - около 200 килограмм и могло отрываться от земли, отталкиваясь с помощью 4-х конечностей и в последний момент расправляя крылья:
С помощью авиационной компьютерной симуляции Шаттерджи проанализировал вероятные способности кетцалькоатля и других птерозавров. Результаты исследований показали, что при таком весе кетцалькоатль вообще не мог летать, отрываясь от земли с помощью прыжка. Чтобы взлетать и поддерживать полет, ему нельзя было иметь размеры современного жирафа. Максимальный его вес должен быть не более веса среднего человека.
"Это максимальная граница веса для летающего существа , - сказал Шаттерджи. – При весе более 70 килограмм живые существа не могут взлететь" . Если кетцалькоатль мог летать, ему нужно было бы оттолкнуться от отвесной горы или холма и парить в воздухе.
Впрочем, некоторые другие исследователи оспаривают мнение Шаттерджи. Эти животные имели 2,5-3-метровые головы, 3-метровые шеи, торсы размером с торс взрослого человека и задние конечности длиной 2,5-метра. Только скелет кетцалькоатля весит около 20 килограмм.
Если мягкие ткани достигали веса около 50 килограмм, то это был бы довольно отощавший птеродактиль, так как, чтобы поддерживать такой скелет, необходимо больше массы. Исследователи также полагают, что невероятно толстые кости передних конечностей могут говорить о том, что, несмотря на большой вес, животные могли взлетать, отталкиваясь от земли.
Чтобы понять, кто же из ученых прав, требуется провести еще немало исследований.
В 1801 году в руки французского ученого случайно попадают останки неизвестного существа, вместе с каменной плитой, на которой четко виден изображенный силуэт.
Внимательно изучив найденный материал, Жорж Кювье, сделал предварительный вывод о том, что по всей вероятности этот вид динозавра имел способность летать.
Именно Жорж Кювье и дал название этому летающему ящеру – «птеродактиль».
Птеродактиль имел очень легкие и полые кости, что позволяло ему летать. Размеры этого динозавра варьировались от самых маленьких размеров с воробья до особо гигантских с размахом крыльев до 12 метров.
Крылья представляли собой своеобразную кожную складку. Один конец был прикреплен к туловищу, а второй край фиксировался на пальцах передних конечностей.
Шейные позвонки срослись в длинный отдел позвоночника. Лапы были с пальцами, что давало возможность птеродактилю хвать рыбу на лету прямо из воды.
Останки птеродактиля находили повсеместно от Северной Америки до Российского Поволжья. Устройство черепа и зубов свидетельствует о его травоядных предпочтениях, с рыбным выбором включительно. Так же судя по всему, он употреблял в пищу всевозможных насекомых. Имеет место существования теории, что они не гнушались разворовать гнезда и полакомиться яйцами соплеменников.
Зубы птеродактиля мелкие и редко посаженные, а голова крупная с удлиненным клювом. А вот более поздние птеродактили уже не имели зубов, их клюв был идентичен современным птицам. Крылья птеродактиля, не что иное как перепонки между пальцами. Нечто очень схожее можно увидеть у летучих мышей.
Скелет птеродактиля — летающего динозавра. Исследуя останки, ученые утверждают, что летали птеродактили не очень уверенно, но могли подолгу зависать в воздухе и парить.
У птеродактиля был хвост, не очень длинный, но незаменимый им в полете, именно при помощи хвоста он направлял свой полет по типу руля. Благодаря хвосту птеродактиль имел способность резко маневрировать, мгновенно опускаться вниз и стремительно ускоряться ввысь. Однозначно можно утверждать о том, что именно птеродактиль стал прародителем современных птиц.
Организация конечностей птеродактиля свидетельствует о том, что на суше они были абсолютно беспомощны, и могли передвигаться лишь ползком. На сушу, они выбирались довольно редко, из-за своей беспомощности, они становились легкой добычей для хищников. А вот в воздухе во время полетов, им практически ничего не угрожало. Поэтому спали они, головой вниз, уцепившись лапами за ветку или за скалистый выступ.
В процессе эволюции у птеродактиля хвост уменьшался, пока вовсе не исчез, это связывают с установлением и развитием мозга, который направлял и координировал движения птеродактиля.
Вымер птеродактиль 145 млн лет назад, а время его рассвета пришлась на меловой период. Птеродактили стайные животные, предпочитавшие собираться в многочисленные группы. Свое потомство они выращивали в гнездах, а гнездились на отвесных скалах в доступной близости к морям и океанам. Птеродактили очень внимательно следили за развитием и ростом своего потомства, тщательно кормили рыбой, учили летать, и жить в стае.