Биологи объяснили, почему яйца птиц крупнее яиц динозавров

Новое исследование, опубликованное сегодня в журнале Royal Society Open Science, помогло разгадать одну из давних загадок эволюции позвоночных. Ученые из Американского музея естественной истории (AMNH) и Принстонского университета проанализировали обширные данные о млекопитающих, птицах и рептилиях. Они показали четкую связь: виды с относительно большим мозгом производят меньше потомства, но каждый из них значительно крупнее.

Результаты объясняют, почему современные птицы откладывают такие непропорционально большие яйца по сравнению с размером их тела и даже по сравнению с гигантскими динозаврами — их древними родственниками.

«На первый взгляд, это кажется нелогичным», — сказала ведущий автор исследования Стефани Лекки, научный сотрудник Принстонского университета. "Многие нептичьи динозавры были огромными, но даже самые крупные яйца динозавров были меньше, чем яйца самых крупных птиц. Наши результаты показывают, что ответ кроется в эволюции мозга. Поскольку у птиц развился более крупный мозг, у них также появилось более крупное потомство, которому потребовались более крупные яйца".

Большой мозг — дорогой орган

Развитие большого мозга требует огромных затрат энергии, особенно на ранних стадиях роста. Мозг — один из самых «прожорливых» органов, которому требуется много питательных веществ и времени для формирования сложных нейронных связей. Поэтому эволюция пошла по пути инвестирования в качество, а не в количество: вместо множества мелких яиц или молодняка природа выбрала меньшее количество потомков, но с большим запасом ресурсов.

Современные птицы и млекопитающие обычно рожают или высиживают относительно небольшое количество крупных детенышей. Но рептилии, в том числе и большинство динозавров, чаще следовали другой стратегии — они производили большое количество мелких потомков.

От динозавров к птицам: переломный момент

Наукатв.ру

Это открытие дает новое представление о переходе от динозавров к птицам. Хотя сами птицы стали намного меньше своих предков, размер их яиц оказался больше, чем у самых крупных динозавров. Увеличение относительного размера мозга, по-видимому, является ключевым фактором этих изменений.

«Эта работа помещает эти замечательные окаменелости в гораздо более широкий макроэволюционный контекст», — сказал соавтор Роджер Бенсон, куратор палеобиологии динозавров в Американском музее естественной истории.

Он упомянул знаменитые открытия гнезд овирапторозавров в пустыне Гоби, сделанные музейными экспедициями в 1990-х годах. Эти окаменелости когда-то произвели революцию в представлениях о размножении динозавров.

Увеличение размера яиц вызвало каскад изменений. Птицам требовался более широкий тазовый канал, чтобы безопасно откладывать крупные яйца. Для успешной инкубации появились более сложные, хорошо вентилируемые гнезда. Кроме того, возросла потребность в активной заботе родителей после вылупления птенцов.

Что исследования значат для науки

Раньше ученые рассматривали млекопитающих и птиц отдельно, что затрудняло представление общей картины. Новое исследование является первым, в котором данные всех трех основных групп наземных позвоночных объединены в единую эволюционную модель. Это позволило выявить закономерность между размером мозга и репродуктивной стратегией.

Исследователи признают, что некоторые аспекты биологии вымерших животных все еще трудно реконструировать. Например, почти невозможно точно узнать, сколько раз в год могли размножаться динозавры — подобные детали редко сохраняются в окаменелостях. В будущих работах планируется проверить, сохраняется ли такая же взаимосвязь у видов, производящих несколько кладок за сезон, и рассмотреть дополнительные физиологические факторы.

Открытие показывает, что развитие большого мозга у птиц было не просто увеличением «вычислительной мощности», но привело к серьезной перестройке всей репродуктивной системы, анатомии и поведения. Эти изменения помогли птицам пережить массовое вымирание и стать одной из самых успешных и разнообразных групп животных на Земле.