У старовинних казках і легендах люди бувають наділені надприродними силами і часто зображуються літаючими по повітрю. Але лише близько 150 років тому наука вперше підійшла впритул до цього питання, і фантазія почала втілюватися в дійсність. Почалися перші польоти на повітряних кулях. На цьому ступені повітроплавання трималося до кінця XIX століття, коли був зроблений новий і великий крок вперед у розвитку повітроплавної техніки - створений літальний апарат, який підіймає і льотчика, і двигун, і запас палива. Але і тепер, незважаючи на величезні досягнення авіації, сучасні аероплани в деяких відносинах ще далекі від того досконалості, яким відрізняється дивовижна «літальна машина» - птах. Досягнення пташиного досконалості в польоті - завдання майбутньої техніки.
Залишки стародавньої представниці пернатих - первоптіци - дивним чином збереглася до наших днів.
Це було в юрському періоді. Якби людина могла перенестися в той час, він на місці більшої частини сучасної Європи побачив би величезне мілководне море, покрите численними островами й острівцями. У теплих водах цього моря процвітала багате життя. Строкаті корали нагромаджували свої споруди, і в них знаходили притулок незліченні риби, рачки і черв'яки. Особливо багато було м'якотілих, що володіють різноманітними раковинами (амоніти, белемніти). Від часу до часу з води витикалася крокоділообразная голова іхтіозавра і піднімалася довга лебедина шия плезіозавра, цих ненажерливих хижаків тодішніх морів.
Дно моря було суцільно вкрите безліччю шкарлупок, раковин і скелетів померлих тварин і представляло собою ніжний і дрібний вапняний мул. Пориви вітру нерідко заносили з сусідніх островів насіння рослин, Зелена рамка оточували вапняні берега, а іноді і комах - великих бабок, які носилися в повітрі за здобиччю. Впавши на м'який мул, ці тварини нерідко залишали на ньому ніжні відбитки своєї будови. Хвилі припливів і відливів несли з собою тіла інших тварин. Залишки морських порід вони викидали на сушу, а сухопутних захоплювали в море. Ці останні знаходили тут для себе могилу в м'якому вапняному мулі, в якому з року в рік, із сторіччя в сторіччя нагромаджувалося все більше залишків і відбитків живих істот.
Іл морського дна поступово перетворювався як би в підводний музей, зберігав незліченні залишки тодішніх рослин і тварин. Навіть ті з них, які не мали твердих скелетних частин, а цілком складалися з м'якого драглистого речовини, іноді залишали на ньому свої сліди. Їх ніжні тільця огортала м'яка маса, яка поступово твердне; коли від тваринного вже не залишалося нічого, на місці його поховання зберігалася як би посмертна маска з затверділого, нерідко скам'янілого мулу.
Повільно тяглися мільйони років. Якби ми могли прискорити їх перебіг і спостерігати, як в кінематографі, за змінами, які відбувалися там, де тепер простягається середньоєвропейська рівнина, ми помітили б, як піднімалося морське дно і відступали хвилі, як рухалася земна кора, як виникали і росли гори, як одні рослини і тварини змінювалися іншими, поки, нарешті, не склалася картина сучасної Європи.
Яка доля спіткала той м'який мул, в якому були поховані колекції тварин і рослин юрського періоду? Цей мул перетворився в той чудовий літографський камінь, на якому так зручно витравляти малюнки, призначені для друкування. Камінь цей стали добувати, а разом з ним виявилися і поховані в ньому скарби, - сліди життя, що процвітала в юрському морі і на його островах. Серед цих скарбів виявилося і те, яке відкриває нам очі на походження птахів: це два відбитки тварини, названої вченими археоптерикс (т. Е. Першоптах).
Вдивіться в нього уважніше (рис. 45).
За відбитками пір'я ви відразу бачите, що перед вами - залишки птиці, а не будь-якого іншого тварини. Однак не всі вчені відразу з цим погодилися. Деякі наполягали, що це відбиток ящірки, тільки «покритої пір'ям».
Чому ж вони так думали? Та тому, що відбитки кісток дійсно дуже схожі на кістки ящірок. Вдивіться хоча б в відбиток голови. Замість рогового пташиного дзьоба перед вами щелепи, саджені зубами. У сучасних птахів, як і кожному відомо, зубів немає. А ті кістки, які підтримували крила? Вони закінчувалися пальцями, озброєними кігтями. У теперішніх же птахів на кінцях крил кігтів майже ніколи не буває.
Так само чудовий хвіст археоптерикса. Він дуже довгий і складається з безлічі кісточок - хребців, прийдемо з боків кожного хребця сидить пара пір'я. Виходив довгий хвіст з двома довгими рядами пір'я, схожих на листочки папороті; такого хвоста у птахів ніколи не буває. У них пір'я на хвості сидять віялом і прикріплюються ні до хвостовим хребців, яких немає, а до особливої копчиковой кісточці (яка відбувається шляхом злиття кількох хвостових хребців).
Чим більше вивчали залишки цієї тварини, тим більше відкривали у нього подібності то з птахами, то з плазунами. Після уважного вивчення прийшли, нарешті, до того висновку, що археоптерикс був істотою проміжним між плазунами і птахами і що він вказує нам шлях, по якому йшла зміна плазунів, коли вони перетворювалися в птахів. Таким чином, першоптах говорить нам, що предками птахів були плазуни.
Але як могло відбутися таке дивовижне перетворення плазунів ящірки, в вільно пурхає в повітрі птицю? На перший погляд здається неймовірним, щоб плазун, «плазує на череві», могло стати птахом. Справді: чи існує більша протилежність, ніж між швидко мчить ластівкою і повільної, незграбною черепахою, ніж між холодним, напівсонним вужем і носиться в хмарах соколом? Плазун покрите лускою, птиця одягнена пір'ям; плазун має «холодну» кров, т. е. не може підтримувати в своєму тілі постійну температуру і тому тільки в теплому місці нагрівається і пожвавлюється (на холоді ж занурюється в сплячку), а у птиці кров завжди гаряча, нагріта до 40 градусів.
Однак більш глибоке вивчення показує нам, що це перетворення не так неймовірно, як здається з першого погляду, і що птиці насправді являють собою вищий щабель розвитку плазунів.
Плазуни повинні були, звичайно, пережити цілу біологічну революцію, щоб стало можливо таке перетворення. Поштовхом до неї був повітряний спосіб життя, який почали вести деякі дрібні деревні плазуни юрського часу.
При деревної життя у тварин нерідко виробляється гострі кігті, якими вони чіпляються за кору дерев, і здатність до великих стрибків, щоб перескакувати з гілки на гілку. Це зрозуміє кожен, кому траплялося спостерігати в лісі білку. Плазуни предки птахів спритно піднімалися на дерева головним чином за допомогою задніх ніг, які не служили у них для прикріплення шкірястих крил, як у пальцекрилов і кажанів. Пальці на передніх ногах були подовжені, хвіст теж був довгим і тонким. Судячи зі збережених відбитків, у деяких дрібних деревних плазунів луски вже були подовженими і покриті смужками, точно вони готові розпуститися в невеликі пір'ячко. Таке подовження лусок, ймовірно, було корисно цим тваринам тим, що зігрівало їх в холодні ночі. У стрибали по гілках тварин тіло більше зігріває, серце билося швидше, дихали вони частіше і глибше і тому легше могли стати теплокровними, ніж інші плазуни. А утримання в тілі теплоти в свою чергу допомагало подальшому розростанню лусок. Вони розрослися, розгалузилися і дали початок теплому м'якому покрову з пір'я, що зберігає температуру тіла.
Адже і у сучасних птахів луски ще збереглися на тілі. Кожен може їх бачити на пташиних ногах; за їхнім кольором господині дізнаються, молода курка або стара. А якщо стежити за тим, як розвиваються пір'я у пташиного зародка, то видно, що спочатку вони бувають на диво схожі на луски плазунів. У шкірі зародка закладаються маленькі лусочки, потім вони розростаються, розгалужуються дуже тонко і перетворюються в пух, а потім і в пір'я. Таким чином були придбані теплокровность і оперення - головні риси, які відрізняють птахів від плазунів.
Деревна життя повела також до виникнення крил. Необхідність скакати з гілки на гілку викликала різні пристосування до польоту. Такі пристосування можна бачити і у деяких ссавців, наприклад у водиться в Сибіру білки-летяги. Звичайно, спочатку цей політ швидше був схожий на прохань і був дуже нетривалим і незграбним: предки птахів при своїх ширяють стрибках з дерева на дерево або з дерева на землю пускали в хід не тільки передні кінцівки, а й хвіст. Звичайно, вміючи добре вилазити на дерева, вони могли бігати і по землі і не відчували себе на ній такими безпорадними, як кажани. На відміну від плазунів первоптіци і на землею і в повітрі були дуже активними, швидкими істотами, ганяв за здобиччю; це допомагало їм стати теплокровними і, в кінці-кінців, зробило їх панами становища в повітрі.
Але все це прийшло не відразу, а шляхом довгої еволюції і було куплено ціною загибелі безлічі мало пристосованих до польоту город. Давно вимерли і самі первоптіци і їх змінилися нащадки, про які ми далі скажемо кілька слів. Чому вони вимерли? Та тому, що не стали ще хорошими літунами. Форма їх крил дуже схожа на крила деяких теперішніх курячих птахів (на фазанів). А хто не знає, як літає курка? Цілком ймовірно, і першоптах спочатку могла робити лише кілька швидких помахів крилами і пролітати невелику відстань, а потім опускалася на землю або чіплялася за гілку дерева. Та й крила у неї були невеликі. Сама вона була завбільшки з ворону, а крила були принаймні вдвічі менше воронячих. На них важко було далеко полетіти. Крила були малі тому, що пір'я (махових), які ростуть у птахів по краю крила, у первоптіци було набагато менше, ніж у теперішніх навіть нелітаючих птахів (наприклад у страуса).
Археоптерикс (А) порівняно з голубом (Б)
Потім особливо чудово, що ноги первоптіци обростали пір'ям в два ряди, чого у наших птахів не буває, а це вказує на те, що пір'я на ногах служили як би перетинкою, яка захищала первоптіци від швидкого падіння на землю. Ту ж роль, ймовірно, грав і довгий хвіст, теж обсаджений двома рядами пір'я. Все це змушує думати, що першоптах була пурхаючим тваринам, яке, змахнувши слабкими крилами, піднімалося невисоко над землею, але швидко втомлювався і повільно падало вниз, розчепіривши крила, хвіст і ноги на зразок парашута. Деякі вчені навіть думають, що у неї була і шкіряста перетинка між пальцями.