Проучване поваля идеята, че клюновете на птиците винаги са адаптирани към диетата им

Гилермо Навалон е палеонтолог, който изучава мезозойски фосили. На мястото Las Hoyas, в Куенка, са открити останки от първите съществували птици, съответстващи на този период. За да разбере как тези птици се вписват в ранната екосистема и по този начин да разберат връзката между съвременните птици и динозаври, той и неговите спътници трябва първо да разберат какво са яли. Има няколко улики, но първоначално те смятаха, че формата на върха може да е една от най-добрите.

еволюцията

ПОВЕЧЕ ИНФОРМАЦИЯ

Планът му се основава на „идея, която се е появявала от Дарвин“, според Навалон: че клюновете на птиците са точно адаптирани към всеки режим на хранене, благодарение на естествения подбор. „Тази аксиома се носи в колективното въображение на палеонтолозите и ние я поглъщаме напълно. Бяхме убедени, че можем да разработим инструмент, който да направи заключение за екологията на всяка птица по формата на нейния клюн ”, казва той. Те сгрешиха.

Не че Чарлз Дарвин греши. Зинките, които бащата на еволюцията наблюдава на Галапагоските острови, имат клюнове, оптимизирани за начина им на хранене. Например, пилетата с най-дебелите човки ядат трудно напукани семена или бръмбари. В последващи изследвания биолозите от университета в Принстън Розмари и Питър Грант показват, че за тези високоспециализирани птици дори отклонението с един милиметър от оптималната дължина или дълбочина на клюна може да доведе до смърт от глад през месеците на недостиг.

Грешката на учените беше да приемат, че тази степен на анатомична адаптация към диетата е обобщаваща за целия набор от птици. „Чинките на Дарвин са по-скоро изключение, отколкото правило“, признава Навалон, който е в последната година от докторантурата си в университета в Бристол (Обединеното кралство) и автономния университет в Мадрид. Той и колегите му от Испания, Обединеното кралство и Съединените щати са анализирали пика от 176 неизчезнали птичи видове от много различни групи. Тяхното изследване е публикувано в последния брой на научното списание Evolution.

Екипът установи, че въпреки че има обща връзка между профила на клюна и екологията на птиците - какво ядат и как го ядат - връзката е слаба. До такава степен, че диетата представлява само 12% от анатомичните вариации, наблюдавани между клюновете на птиците, които живеят днес. „Тъй като ръцете им са интегрирани в крилата, те използват клюна за почти всичко“, казва Навалон. Това е инструментът, с който се подстригват, с който изграждат гнезда, с който пеят и понякога с който се бият. За някои видове клюнът има много специфични допълнителни функции, като тукани, които го използват, за да регулират телесната си температура.

Далеч от това, че е „книжен“ пример за адаптация, еволюцията на клюна е разхвърлян процес, който има тенденция да бъде разрешен някъде между тях.

Естественият подбор благоприятства характеристиките, които подобряват оцеляването и размножаването. Въпреки че храненето е несъмнено важно, за някои групи птици други селективни налягания са още по-мощни, до такава степен, че те тласкат еволюцията на клюна към форми, които изобщо не са ефективни за ядене. Атлантическият пуфин (Fratercula artica) например се храни почти изключително с риба. Въпреки това, тяхната кратка, дълбока сметка изобщо не прилича на острите структури, които характеризират други рибоядни видове. Това е така, защото те също го използват "като знаме", за да разпознават други лица, обяснява Навалон, а също и да копаят дупки.

Далеч от това, че е „книжен“ пример за адаптация, учените са открили, че еволюцията на клюна е разхвърлян процес, включващ много селективни натиски, които обикновено се разрешават някъде между тях. Всъщност най-разпространената форма на клюн сред птиците от всички, които са изучавали, е тази на прав и тънък клюн, със средна дължина, полезна за обезпаразитяване, но също така и за събиране на предмети от земята и ядене на разнообразни храни ... Това е швейцарският армейски нож на върховете.

Модулни глави

„Това е качествено проучване“, казва Архат Абжанов, биолог от Imperial College London, който не участва в изследването. Абжанов отбелязва, че птиците могат да се адаптират към специализирана диета по различни начини, освен еволюцията на клюна. Папагалите, например, са разработили уникални мускули в главите си, които увеличават силата на ухапванията им, а гарваните показват интелигентност, която им позволява много сложно поведение при хранене.

Основната критика на Абжанов е, че анализът се основава на двумерна проекция на профила на всеки връх. „От морфометрични изследвания знаем, че е важно да разгледаме 3D структурата, за да разберем еволюцията на птичия череп“, казва биологът. Неговият екип, който изучава еволюцията на черепа при различни животни, наскоро показа, че най-разнообразните и специализирани групи птици, като чинките на Галапагоските острови, имат изключително модулни глави, където всяко парче се развива независимо. Това улеснява еволюцията чрез естествен подбор на отделни елементи, като човката.

Неговата констатация е в съответствие с предишно разследване на другарите на Навалон. Те открили, че развитието на клюновете при хищниците е структурно и генетично обвързано с формата на целия череп, така че еволюцията не може да оптимизира формата му, без да компрометира някой друг аспект на анатомията. Може би затова успехът на лова им зависи по-често от адаптациите на ноктите им, отколкото от тези на клюна им. Последният почти винаги се използва за разкъсване на месо от мъртви животни.

В светлината на констатациите учените подозират, че тези краниоенцефални ограничения в развитието могат да бъдат общи за еволюцията на повечето птици. Но те са учени; сега те трябва да потвърдят или отрекат тези подозрения. Що се отнася до мезозойските птици от Куенка, ще е необходимо да се намери друг начин да се разбере какво са яли. „Ще трябва да разгледаме нови структури на анатомията, които имат по-малко функции от клюна“, предполага Навалон.