Птицы настолько привязаны к своим домам, что это видно по их костям

3D-изображения птичьих скелетов помогают ученым понять роль экологии в эволюции.

Отредактировано 2023-15-06
3D скелеты птиц3D-форма почти полного скелета у группы наземных позвоночных.

Более 10 000 видов птиц в мире столь же экологически и структурно сложны, сколь и красивы. Корни всего этого разнообразия уходят глубоко в землю и, вероятно, берут свое начало в период массового вымирания 66 миллионов лет назад, после того как на Землю упал астероид (тот самый космический камень, который уничтожил динозавров).

Большинство птиц, которых вы видите сегодня, появились в результате резких эволюционных изменений, которые распространились по всей планете после вымирания динозавров, говорит Гильермо Навалон, палеоботаник из Кембриджского университета в Великобритании, в интервью Popular Science. "И [птицы] восстановились очень быстро, в течение первых 10 миллионов лет или около того", - добавляет он.

Считается, что после этого массового вымирания произошла эволюция водных и сухопутных птиц. По словам Навалона, понимание этой эволюции птиц улучшилось благодаря новым технологиям, однако исследования часто ограничиваются сосредоточением на нескольких признаках или частях тела птицы, которые считаются наиболее важными, например, клюв или ноги.

В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature, Навалон, палеонтолог Роджер Бенсон и их команда проанализировали скелеты более 200 видов современных птиц с помощью технологии трехмерной визуализации и обнаружили существенные различия в их эволюции. Поразительные различия в эволюции между водоплавающими и сухопутными птицами, например, изменения в клюве, облегчающие морским птицам ловлю рыбы, подчеркивают важную роль окружающей среды в формировании особенностей животных.

"Птицы мелкие и относительно морфологически постоянные. Они не испытывают сумасшедшей эволюции, как ящерицы. У большинства птиц есть крылья и пара ног", - говорит Навалон. Это постоянство важно для таких исследований, как данное, в котором использовалась трехмерная (3D) морфология, чтобы проследить, как выглядели птицы.

В ходе исследования были проанализированы 13 элементов скелета 228 видов птиц, рассматривались их головы, крылья и ноги. Авторы пришли к выводу, что массовое вымирание сыграло лишь небольшую роль в объяснении разнообразия ныне живущих птиц, а последующие импульсы изменений и экология среды обитания, в которой развивались птицы, возможно, сыграли более важную роль.

"Одна из главных вещей, которая нас действительно удивила, - это увидеть такую четкую закономерность и явное различие между такими животными, как птицы, обитающие в морской среде, и птицами, живущими в наземной среде. Мы думали, что экология не будет столь важна, но, очевидно, она полностью повлияла на характер эволюции этих животных", - говорит Навалон.

Поскольку окаменелые кости птиц встречаются редко, они использовали скелеты современных птиц для работы в обратном направлении.

"Используя так называемые филогенетические сравнительные методы, мы можем изучить закономерности, просто взглянув на старые виды, взаимоотношения линий современных видов и время их разделения. Мы можем сказать, как они разделились, потому что у нас есть исследования генома, которые информируют об эволюции молекул, и мы знаем, что это происходит с определенной скоростью, а затем у нас есть окаменелости, по которым мы можем калибровать события разделения", - говорит Навалон.

По словам авторов, 3D-изображения являются одними из самых полных на сегодняшний день. Благодаря тому, что эти изображения позволяют путешествовать во времени, результаты работы команды пересматривают дискуссию о том, как массовые вымирания влияют на эволюционные пути. Кроме того, они подчеркивают роль, которую экология играет в эволюции птиц для крылатых существ в небе и в море.