Крупные нелетающие птицы разных видов, известные в науке как палеогнатные, обитают по всему миру. В Африке это страусы, в Австралии – эму, в Новой Зеландии – киви, в Южной Америке – нанду. Все они являются родственными между собой.
Но как эти птицы, которые не умеют летать, смогли преодолеть океаны и оказаться на разных континентах? Сейчас потомки древних палеогнантных блуждают почти по всем частям света. Издание Live Science поинтересовалось, что может ответить на этот вопрос наука.
Одна из гипотез заключалась в том, что предки этой группы птиц, известные как палеогнантные, просто пришли в эти места, когда большая часть планеты была объединена в суперконтинент Пангея. Он существовал 320-195 миллионов лет назад, а когда этот гигантский массив суши раскололся, птицы просто распределились по тем его частям, где находились в момент разлома.
Проблема заключается в том, что хронологические рамки, которые предлагает эта гипотеза, неправильные. Гипотеза не совпадает с генетическими данными. Пангея распалась примерно 195 миллионов лет назад, образовав континенты, которые мы сегодня знаем. Однако генетические исследования показали, что последний общий предок палеогнатных жил около 79,6 миллиона лет назад. А разделение этой группы на основные линии, известные нам сегодня, произошло примерно от 70 до 62 миллионов лет назад.
Чтобы уточнить историю происхождения этих видов, зоолог позвоночных из Смитсоновского национального музея естественной истории в Вашингтоне Клара Видриг и ее коллеги проанализировали образец древнего палеогнатного Lithornis promiscuous. Он жил около 59-56 миллионов лет назад и это самый древний ископаемый палеогнат, найденный в столь хорошо сохранившемся состоянии.
"Мы не можем точно сказать, был ли Lithornis прямым предком наших ныне живущих палеогнатов – вполне возможно, что настоящий предок еще не найден, – но это наше лучшее предположение о том, как выглядел этот предок", – рассказала исследовательница изданию.
Предыдущие исследования перьев чуть более дальнего родственника литорниса Calciavis grandei показали, что этот вид мог летать, но пока неясно, насколько далеко. Никто не проводил количественного анализа формы костей литорниса, чтобы попытаться ответить на этот вопрос.
Для своего исследования, которое было опубликовано 17 сентября в журнале Biology Letters, Видриг и ее коллеги сравнили форму грудины L. promiscuous с грудиной современных крупных нелетающих птиц и использовали набор трехмерных геометрических данных, чтобы определить, насколько хорошо доисторическая птица могла летать. "Грудина очень важна для полета, поскольку именно на ней крепятся большие грудные мышцы, которые отвечают за полет", – объяснила Видриг.
Форма грудины Lithornis promiscuous указывает на то, что это птица могла использовать различные маховые стили полета, что позволяет совершать длительные перелеты. "Мы обнаружили, что форма грудины очень похожа на форму грудины современных птиц, способных преодолевать очень большие расстояния через океаны, таких как большие белые цапли", – сказала исследовательница.
При этом Петер Хоснер, куратор отдела птиц Датского музея естественной истории, который не участвовал в исследовании, назвал такое сравнение интересным. А все потому, что большая белая цапля является космополитическим видом, способным совершать путешествия с континента на континент.
"На самом деле такие виды довольно редки среди птиц", – рассказал Хоснер в интервью Live Science. "В Северном полушарии, где многие птицы мигрируют и преодолевают большие расстояния, мы имеем предвзятые представления. Но в целом большинство птиц обитают на одном континенте, острове или небольшой территории и не так часто перемещаются", – объяснил он.
Между тем находка, которую анализировали Видриг с коллегами, предполагает, что древние палеогнатные, возможно, перелетали на далекие континенты и формировали популяции, которые впоследствии независимо эволюционировали в крупных, как правило, не летающих птиц, известных нам сегодня.
Сегодня существует около 60 видов современных палеогнатных. К ним относятся около 45 видов тинаму (которые могут совершать короткие перелеты, подобно фазанам), до пяти видов киви, один вид эму, три вида казуаров, два вида страусов и один или два вида нанду, сказала Видриг. "Чтобы птица перестала летать, должны быть соблюдены два условия. Она должна иметь возможность добывать всю свою пищу на земле, чтобы, например, не полагаться на пищу, растущую на деревьях. И не должно быть никаких хищников, от которых пришлось бы спасаться бегством", – пояснила она.
В более поздние времена, по словам Видриг, такие условия могли сложиться только на островах, где не было хищников. Так, например, жили птицы додо (Raphus cucullatus). Но после большого вымирания в меловом периоде около 66 миллионов лет назад, которое уничтожило нептичьих динозавров, все изменилось. "Мир был в целом очищен от хищников, а хищные млекопитающие еще не эволюционировали, поэтому любая птица, которая питается на земле, имела возможность, по сути, стать нелетающей", — сказала Видриг. "Полет - это тяжелая работа, и гораздо легче быть нелетающим, если не нужно ни от чего убегать", — добавила она.
К моменту, когда наземные хищники стали представлять для крупных птиц серьезную угрозу, те успели адаптироваться. Например стали большими и сильным, как казуар, или научились очень быстро бегать, как страус. Но эти похожие изменения развивались независимо друг от друга. "Нельзя сказать, что они советовались по телефону друг с другом и говорили: "Хорошо, ты поедешь в Африку и эволюционируешь в страуса, а я поеду в Южную Америку и превращусь в нанду", — объяснила Видриг.