1170
Пташине яйце нерідко здається завеликим для тіла, яке його відклало. Ще дивніше, що найбільші відомі яйця птахів перевищують за розмірами найбільші яйця неавіальних динозаврів, хоча багато динозаврів були значно масивнішими за будь-якого сучасного птаха. Нове дослідження, описане на сайті SciTechDaily, пропонує еволюційне пояснення цього парадоксу.
Команда з Американського музею природничої історії та Принстонського університету виявила фундаментальний зв’язок між розміром мозку й розміром потомства. Аналіз даних про розмноження та анатомію ссавців, птахів і рептилій показав: види з відносно більшим мозком зазвичай мають менше, але більших дитинчат — це може бути як крупніше яйце, так і більший за розмірами новонароджений.
Результати опубліковано в журналі Royal Society Open Science. Вони свідчать, що вирощування великого мозку потребує більше енергії та часу розвитку, тому на кожне окреме потомство вид змушений інвестувати більше ресурсів. Це допомагає пояснити, чому в ході еволюції птахів, які стали меншими за багатьох своїх динозаврових предків і родичів, їхні яйця не зменшилися пропорційно.
Як мозок змінює стратегії розмноження
У хребетних існують дуже різні репродуктивні стратегії. Птахи й ссавці зазвичай народжують або відкладають відносно небагато великих дитинчат чи яєць. Рептилії, включно з більшістю динозаврів, навпаки, частіше виробляють велику кількість дрібного потомства.
Раніше вчені припускали, що такі відмінності можуть бути пов’язані з рівнем обміну речовин або з розмірами мозку, але зазвичай птахів і ссавців розглядали окремо. Через це було важко побачити, чи існує єдина закономірність для всіх великих груп наземних хребетних.
У новій роботі дослідники вперше розглянули ссавців, птахів і рептилій разом у спільному еволюційному контексті. Таке широке порівняння дало змогу виявити послідовний зв’язок між відносним розміром мозку та розміром нащадків у різних груп амніотів — тварин, що відкладають яйця з оболонками або народжують добре розвинене потомство.
За словами провідної авторки роботи Стефані Лечки, на перший погляд дивно, що яйця гігантських неавіальних динозаврів були меншими, ніж у деяких сучасних птахів. Але з урахуванням еволюції мозку ця картина змінюється: у ході переходу від динозаврів до птахів збільшення мозку могло «потягнути» за собою збільшення потомства, а отже й яєць.
Динозаврові гнізда в ширшій еволюційній історії
Отримані закономірності дозволяють по-новому подивитися й на знакові палеонтологічні знахідки. Серед них — кладки яєць овірапторозаврів, відкриті експедиціями Американського музею природничої історії в пустелі Гобі в 1990-х роках. Такі гнізда суттєво змінили уявлення про розмноження динозаврів, але довго розглядалися як поодинокі приклади.
Нове дослідження показує, що ці викопні гнізда можуть відображати більш загальну еволюційну тенденцію, яка пов’язує розвиток мозку, інвестиції в кожне яйце чи дитинча та поступовий перехід від динозаврів до сучасних птахів. Співатор дослідження, палеобіолог Роджер Бенсон (Roger Benson), наголошує, що взаємозв’язок між мозком і розмірами потомства міг запускати «каскад» змін в анатомії та поведінці цілої лінії, що врешті дала початок птахам.
Наприклад, у пустелі Гобі знайдено кладку яєць троодонтида — динозавра-теропода, подібного до птаха, завбільшки приблизно як ему. Дослідники відзначають, що його яйця були приблизно вдвічі меншими, ніж можна було б очікувати для птаха такого ж розміру, що узгоджується з тим, що у більшості динозаврів мозок відносно тіла був менший, ніж у сучасних птахів.
Коли збільшення яйця змінює все
Зростання яєць стосується не лише самого процесу розмноження. Великі яйця потребують ширшого родового каналу в тазі, особливих конструкцій гнізд, які забезпечують належну вентиляцію під час насиджування, а також більших витрат часу й енергії батьків після вилуплення пташенят.
Автори роботи припускають, що збільшення мозку в еволюційній лінії, що веде до сучасних птахів, могло опосередковано вплинути на низку інших рис. Зміни розмірів яєць, скоріш за все, відбивалися на будові тазу, формі й розташуванні гнізд, а також на рівні піклування про потомство, яке потребувало більшої підтримки після появи на світ.
Усе це вплітається в ширшу картину еволюції пташиної поведінки, включно зі складними формами насиджування, будівництва гнізд та взаємодії батьків з пташенятами.
Обмеження викопних свідчень і подальші кроки
Попри нове розуміння, деякі аспекти розмноження вимерлих тварин залишаються важкодоступними. Зокрема, дуже складно оцінити, скільки разів на рік конкретний вид розмножувався: така інформація рідко залишає чіткі сліди у викопному матеріалі.
У майбутніх дослідженнях науковці планують перевірити, чи повторюється виявлена закономірність серед сучасних видів, які можуть розмножуватися кілька разів на рік. Крім того, вони мають намір дослідити інші фізіологічні чинники, що можуть впливати на частоту розмноження та загальний «бюджет» енергії, яку вид витрачає на своїх нащадків.
Таким чином, зв’язок між розмірами мозку й потомства відкриває новий погляд на давню загадку яєць птахів і динозаврів, водночас залишаючи чимало запитань для подальших робіт.
Зв’язок мозку й розмірів яєць пояснює парадокс птахів і динозаврів з’явилася спочатку на Цікавості.
