Тупики охлаждаются благодаря большому клюву
Хохлатые тупики регулируют температуру тела благодаря своим крупным клювам — эволюционная черта, которая может объяснять их способность совершать длительные перелёты в поисках пищи.
В новом исследовании, опубликованном в Journal of Experimental Biology, учёные из Университета Макгилла и Калифорнийского университета в Дэвисе использовали тепловизоры для измерения рассеивания тепла с тела и клювов диких хохлатых тупиков в первые минуты после полёта.
Данные показали, что в течение 30 минут после приземления температура клюва тупиков падала на 5°C (с 25°C до 20°C), в то время как тепло, излучаемое их спинами, почти не менялось. Клюв «отвечал за 10–18% общего теплообмена, несмотря на то что составлял всего 6%» от общей площади поверхности птицы.
Большие клювы помогают охлаждаться в полёте
Почему у тупиков эволюционировал такой большой клюв? Кайл Эллиотт, профессор из Университета Макгилла, считает, что это может быть связано с энергией, которую они тратят при полёте.
С энергетической точки зрения полёт очень затратен для птиц. Во время полёта толстоклювая кайра — близкий родственник тупика — тратит в 31 раз больше энергии, чем в состоянии покоя, что является рекордным показателем среди позвоночных. Это производит значительное количество тепла, говорит Эллиотт, старший автор исследования, что позволяет предположить: некоторые птицы развили большой клюв, чтобы охлаждаться в полёте.
«Птичий клюв — классический пример того, как эволюция формирует морфологию», — сказал Эллиотт.
Ханнес Шрафт, ведущий автор исследования, пояснил: «Толстоклювые кайры (и, предположительно, тупики) производят при полёте примерно столько же тепла, сколько лампочка».
«Наши результаты подтверждают идею, что регуляция температуры тела сыграла роль в формировании некоторых птичьих клювов. Мы также считаем это примером экзаптации, то есть усиления внешней структуры для выполнения новой функции — подобно тому, как уши пустынного зайца стали больше, чтобы помогать ему охлаждаться», — добавляет Эллиотт.
Способ избавиться от избыточного тепла
«Мы пытались выяснить, используют ли тупики свои впечатляюще большие клювы, чтобы сбрасывать избыточное тепло тела при полёте», — говорит Шрафт.
«Мы так думали, потому что предыдущие исследования показали то же самое у туканов и птиц-носорогов, у которых тоже очень большие клювы».
Тело птицы хорошо изолировано перьями, поэтому терморегуляция не может происходить через потоотделение. Вместо этого клюв служит радиатором, когда нужно охладиться — эквивалент человеческого потоотделения в жаркий день.
Шрафт признаёт, что это может казаться нелогичным. Ведь когда птицам холодно, они часто прячут клюв в перья, чтобы согреться. Более того, биологи показали, что в среднем у птиц, живущих в холодном климате, клюв меньше.
Поскольку изучаемые хохлатые тупики живут на Аляске, с эволюционной точки зрения логичнее было бы ожидать меньший клюв. Однако конкурирующие потребности могут объяснить, почему тупики идут против этой тенденции.
«Перегрев может быть большой проблемой для морских птиц, которым нужно летать на большие расстояния, чтобы кормить птенцов в сезон размножения, — говорит Шрафт. — Тупики, возможно, смогли решить эту проблему, развив более крупный клюв».