Ископаемые остатки дают нам достаточно подробные сведения об анатомии археоптерикса. Все его тело, кроме ног, головы и верхней части шеи, покрывали перья. Нет сомнения, что они его отлично согревали и тем самым разрешали проблему поддержания высокой температуры тела, причинявшую немало затруднений его родичам — летающим ящерам. В такой теплой шубе археоптерикс, вероятно, мог быстро двигаться даже в прохладное время дня.
Однако появление перьев на крыльях археоптерикса нельзя так прямолинейно объяснять нуждами теплоизоляции. Машущий полет требует сильных мышц, которые у всех летающих птиц крепятся на киль — далеко выдающийся выступ грудины. У археоптерикса эта деталь скелета отсутствует. Вероятно, взмахи его крыльев были совсем слабыми и не способны были поднять его в воздух. Высказывалось предположение, что перья служили археоптериксу своего рода силками: растопырив крылья, он мог ловить в них насекомых. Правдоподобнее и естественнее кажется другое объяснение. Предки археоптерикса жили на деревьях; у них из чешуи развились перья отвечающие нуждам теплоизоляции, но, становясь все больше, они в конце концов позволили ему планировать с ветки на ветку, как это и сегодня проделывает ящерица летучий дракон с помощью кожных складок, натягиваемых между лапками вдоль боков. Что археоптерикс превосходно умел лазить по деревьям, совершенно очевидно. Один из четырех пальцев у него торчал назад и явно мог противопоставляться остальным, крепко захватывая ветку. Да и когти на наружном крае крыла тоже помогали ему лазить по деревьям.
Есть одна ныне живущая птица, которая дает нам наглядное представление о том, что это за способ лазанья. Называется она гоацин и обитает в болотах Гайаны и Венесуэлы. Она довольно мясистая, величиной с курицу, гнезда строит над водой, часто в мангровых рощах, просто выкладывает из прутиков небольшую площадку. Птенцы выводятся из яиц голыми и очень подвижными. Наблюдать за ними непросто. Стоит слегка задеть бортом лодки за мангровый ствол и таким образом чуть-чуть тряхнуть гнездо, как они разу же начинают карабкаться по веткам вверх. Ну, а если их потревожить вторично, тут уж приходится оставить всякую надежду их увидеть: они вдруг срываются с веток, падают в воду и торопятся уплыть под мангровые корни, куда за ними при всем желании не последуешь. Но если больше их не спугивать, то можно наблюдать, как они повисают на ветках и перебираются с одной на другую. На передней кромке крыла у них по два коготка—пережитки того времени, когда их предки-рептилии имели еще не крылья, а передние ноги с раздельными пальцами. На примере голых птенцов гоацина нетрудно надставить себе, каким образом передвигался археоптерикс в древних тропических лесах, где царили динозавры.
Подрастая, птенцы гоацина утрачивают эти рудиментарные коготки. Взрослые птицы летают плохо, с трудом, тяжело хлопая крыльями. Метров сто пролетят вдоль русла реки и падают в береговые заросли перевести дух. И однако же они, безусловно, гораздо более искусные летуны, чем археоптерикс, — ведь у них, как и у всех современных птиц, есть скелет, приспособленный за 140 млн. лет к нуждам полета.
Первая и главнейшая нужда всякого летающего существа — предельно облегчить вес. У археоптерикса, как у пресмыкающихся, кости были сплошные, массивные; у настоящих птиц они тонкие, как бумага, или же полые, пустые внутри, лишь кое-где укрепленные косыми перемычками наподобие подкосов, придающих прочность крылу самолета. Легкие птиц переходят в воздушные мешки, заполняющие всю полость тела и дающие самый низкий при данном объеме удельный вес. Тяжелый хвостовой отдел позвоночника, имевшийся у археоптерикса, уступил место перьям с особо прочным стержнем, которые не нуждаются в костной опоре. А вместо увесистых челюстей с рядами зубов, должно быть особенно затруднявших полет, так как от них голова перевешивала хвост и нарушалось необходимое равновесие, у современных птиц развилось еще одно легчайшее приспособление, состоящее, как и перья, из роговой ткани, — клюв.
Но клювом, даже самым совершенным, невозможно жевать, а птицам, как правило, необходимо размельчать пищу. Этот процесс у них совершается в специальном отделе желудка, так называемом мускульном желудке, который расположен на одной линии с крыльями, примерно в центре тяжести туловища, где он почти не влияет на равновесие при полете. Клювом же остается только собирать пищу.
Кератиновые клювы, как и кератиновая чешуя рептилий, особенно легко поддавались требованиям эволюции. Насколько они пластичны, как быстро могут изменяться, приспосабливаясь к той пище, которой питается птица, можно видеть на примере гавайских цветочниц. Предком этих птиц была, по-видимому, небольшая, с воробья, птаха с прямым коротким клювом, которая обитала на Американском континенте. Но несколько тысяч лет назад стайку этих птиц случайным ураганом унесло в открытый океан и забросило на Гавайи. Там оказалась богатая растительность и совершенно не было птиц, так как Гавайские острова вулканического происхождения и образовались сравнительно недавно. Возможность пользоваться разными видами пищи, оказавшимися к их услугам в новой среде, очень быстро привела к образованию нескольких разных видов этих птиц, причем каждый специализировался на своем особом корме и обзавелся соответственной формой клюва, наиболее приспособленной для сбора данной пищи. У одних клюв тупой и короткий, удобный для склевывания зерен, у других — крепкий, крючковатый, чтобы раздирать падаль. У одного вида клюв тоненький, вытянутый и изогнутый, им они высасывают нектар из цветков лобелии; у другого надклювье в два раза длиннее подклювья и служит для выстукивания и отдирания коры, из-под которой добываются долгоносики; еще у одного вида створки клюва скрещиваются, что позволяет доставать гусениц из цветочных бутонов. Такое же разнообразие форм клюва было отмечено у галапагосских вьюрков самим Дарвином, он считал его веским доказательством своей теории естественного отбора. А на Гавайях Дарвину побывать не довелось. Не то бы он, наверное, нашел, что здешние цветочницы еще убедительнее доказывают его правоту.
В других областях царства пернатых эволюция клюва как приспособления к некоторым особым условиям обитания достигла еще больших крайностей. Мечеклювый колибри, например, является обладателем клюва-хоботка, который в четыре раза длиннее самой птички и служит для высасывания нектара из узкогорлых цветков, произрастающих на склонах Анд. У попугая ара мощный клюв устроен наподобие щипцов для колки орехов, ими он раскалывает даже такой прочный орех, как бразильский. Дятел пользуется своим клювом, словно долотом, чтобы доставать из древесины древоточцев. Изогнутый клюв фламинго снабжен внутри частым ситом; работая глоткой, птица прогоняет сквозь это сито воду и отцеживает для еды маленьких рачков. Птица-водорез летает над самой водой, задевая поверхность опущенным подклювьем, которое у нее почти вдвое больше надклювья. Стоит ей почувствовать прикосновение рыбки, и клюв мгновенно захлопывается, захватывая добычу. Список диковинных птичьих носов воистину бесконечен, он служит наглядным примером изменчивости роговых образований.
Кстати сказать, какую бы пищу ни избирали себе те или иные виды птиц, это всегда высококалорийная пища: рыба, орехи, нектар, личинки насекомых, плоды с высоким содержанием сахара. Объясняется это тем, что полет — очень энергоемкий процесс. А для того чтобы энергия в форме тепла не расходовалась даром, крайне важна теплоизоляция. Так что перья необходимы птицам не только для придания аэродинамических свойств крыльям, но и для того, чтобы у них достало энергии ими махать.