Яйцо песочника выглядит, как слеза, совы – как мячик для гольфа, а колибри – как желейная конфета. Они даже катятся по-разному – это наглядно демонстрирует визуализация, подготовленная журналом Science. За прошедшее столетие Музей зоологии позвоночных в Беркли (Калифорния) собрал тысячи яичных скорлуп 1400 видов птиц, фотографии которых даже доступны онлайн. В недавнем исследовании группа ученых из 4 стран впервые нашла убедительное объяснение этого потрясающего разнообразия.
Фото: Science
Одного из участников проекта, эволюционного биолога Принстонского университета Мэри Стоддард давно занимал тот факт, что яйца настолько разнообразны. Хотя все они в основном выполняют одни и те же функции: питают и защищают развивающегося цыпленка. Вместе со своими коллегами она написала компьютерную программу Eggxtractor, которая распознает яйцо на любом изображении, а затем измеряет его длину, ширину и форму.
Команда использовала эти данные, чтобы определить, насколько форма яйца далека от идеальной сферической – заострена или вытянута. Всего таким образом были проанализированы почти 50 тысяч яиц.
Зная, что форма яйца определяется не самой оболочкой, а внутренней мембраной, Стоддард сотрудничала с физиками из Гарвардского университета, чтобы придумать математическую формулу, основанную на свойствах мембраны и том давлении, которое на нее оказывает развивающейся внутри птенец. Полученная расчетная модель была использована для создания десятков яичных форм с изменением жесткости мембраны и показателей давления.
"Корректировка этих данных позволяет нам генерировать все разнообразие форм яиц, которое мы наблюдаем в природе", – говорит Мэри Стоддард.
Единственное, что реальная птица просто не может создать, так это яйцо в форме воздушного шара. Палеонтолог из Боннского университета в Германии Мартин Сандер отмечает, что создание общей формулы для формы яйца – это реальное достижение нового исследования.
Кроме этого, Стоддард и ее коллеги создали семейное дерево из 1000 видов птиц, что позволило им понять: каждая группа имеет характерную форму яйца. Также это опровергло ранее предлагаемые объяснения формы яиц – тип и расположение гнезда или количество птенцов. Перечисленные факторы оказывают влияние, но совсем небольшое.
В рамках исследования команда оценивала и то, насколько играет роль летная способность вида, а именно – отношение длины крыла к ее ширине.
"Была неясная гипотеза о том, что форма яйца может быть связана с летной способностью, на которую до этого никто не обращал внимания", – говорит Стоддард.
К удивлению команды, версия подтвердилась.
Хорошие летуны, например кайры и песочники, склонны откладывать более вытянутые и асимметричные яйца, потому что долгое пребывание в воздухе требует легких, компактных тел. Между тем, пернатые, летающие мало или вовсе не парящие в воздухе, как тропические питты и трогоны, имеют более сферические яйца. По мнению Стоддард, причина заключается в том, что круглые яйца требуют более широкого таза, а тело хороших летунов – более обтекаемое с легким и меньшим скелетом.
Фото: picview.info
Поведенческий эколог из Хантерского колледжа в Нью-Йорке Марк Хаубер, который не участвовал в исследовании, отмечает:
"Приятно видеть полную историю формы яйца. Это замечательно, что теперь просто взглянув на яйцо, можно будет получить общую информацию о виде птицы".
