Связь между диетой и формой черепа птиц оказалась слабее, чем считалось
Новое исследование под руководством Университетского колледжа Лондона (UCL) и Музея естественной истории показало, что для большинства видов птиц связь между рационом питания и формой черепа удивительно слаба. Это меняет наше понимание того, как экосистемы влияют на эволюцию.
Наблюдения Чарльза Дарвина за вьюрками на Галапагосских островах в XIX веке привели к выводу, что видообразование птиц в первую очередь определяется экосистемой: способ добычи пищи формирует череп и движет эволюционными изменениями.
Однако новое исследование, протестировавшее больше видов, чем когда-либо, показало, что в глобальном масштабе общее происхождение и поведение являются более важными факторами, чем диета.
Исследование, опубликованное в журнале Королевского общества Proceedings B, проанализировало форму черепа 352 видов птиц, представляющих 159 из 195 существующих семейств, что делает его крупнейшим в своём роде.
«Если применить вывод Дарвина к разным птицам, которые в основном едят рыбу, то у пеликанов и пингвинов должна быть совершенно одинаковая форма головы и клюва. Однако у пеликанов длинный клюв и большой горловой мешок, а клювы пингвинов сравнительно малы», — пояснил один из авторов работы доктор Райан Фелис (UCL Biosciences).
«Хотя они едят одно и то же, пеликаны и пингвины добывают пищу по-разному, что демонстрирует важную роль поведения в эволюции черепа».
Во рту пингвинов есть ряд шипов, направленных в глотку, чтобы пойманная пища там задерживалась. Пеликаны же ловят рыбу в свой мешок, а затем опрокидывают его, чтобы слить воду и сразу проглотить добычу.
«Именно эволюционная история, а не диета, наиболее значительно повлияла на форму черепа. Если вы произошли от утиного предка, у вас, вероятно, будет утиный клюв, независимо от вашего рациона. Однако общая диета устанавливает параметры эволюции черепа, определяя диапазон потенциальных форм, которые могут развиться», — добавил доктор Фелис.
Исследователи также обнаружили, что самые высокие темпы эволюции черепа демонстрируют птицы, питающиеся зерном (например, вьюрки и перепела), и те, кто выживает за счёт нектара цветов (колибри). Напротив, наземные хищники — ястребы, соколы, совы и другие птицы, которые охотятся и едят с помощью когтей, — демонстрируют очень медленную скорость изменений черепа.
«Здесь в игру вступает естественный отбор», — сказала профессор Анджали Госвами, руководитель исследований в Музее естественной истории и соавтор исследования.
«Птицы, питающиеся нектаром или семенами, будут испытывать большую конкуренцию за ресурсы и должны эволюционировать, чтобы выжить».
«Наше исследование было сосредоточено на черепе, но мы предполагаем, что другие части тела, такие как крылья, когти и желудки, могут формироваться под влиянием диеты и экологии, поскольку именно эти части тела имеют решающее значение для поимки и переваривания добычи».
В исследовании использовалось современное оборудование для создания высокодетализированных 3D-моделей птичьих черепов. Это позволило нанести на череп гораздо больше точек, чем раньше, и сделать точные измерения.
«Наш следующий шаг — расширить этот анализ на другие группы животных, такие как млекопитающие, рептилии и динозавры», — сказал доктор Фелис. «Наша цель — понять все различные факторы, которые формировали эволюцию черепа с течением времени».
Соавторами доктора Фелиса были доктор Джозеф Тобиас (Имперский колледж Лондона), доктор Алекс Пигот (UCL Biosciences) и профессор Анджали Госвами (UCL Biosciences и Музей естественной истории).