Ученые обнаружили, что предки страусов и эму могли летать

Страусы, эму, нанду и другие крупные нелетающие птицы обитают на шести участках суши, разделенных океанами, но то, как они добрались до столь удаленных друг от друга мест, не умея летать, остается непреходящей загадкой.

Одна из идей заключалась в том, что предки этой группы птиц, известные как палеогнаты, просто пришли в эти места, когда большая часть планеты была объединена в суперконтинент Пангея (320–195 миллионов лет назад), и что, когда этот гигантский массив суши раскололся, птицы уже были в этих местах.

Проблема в том, что эта гипотеза неверна по времени. Пангея распалась примерно 195 миллионов лет назад, образовав континенты, которые мы знаем сегодня. Однако генетические исследования показали, что последний общий предок этих палеогнатов жил около 79,6 миллионов лет назад, а их основные линии, известные нам сегодня, разделились примерно 70–62 миллиона лет назад.

Чтобы выяснить, что произошло, Клара Видриг, зоолог позвоночных из Смитсоновского национального музея естественной истории в Вашингтоне, округ Колумбия, и её коллеги проанализировали образец древнего палеогнатного существа Lithornis promiscuous. Хотя он жил около 59–56 миллионов лет назад, это самый древний ископаемый палеогнат, найденный в таком первозданном состоянии.

«Мы не можем точно сказать, был ли литорнис прямым предком наших ныне живущих палеогнатов — вполне возможно, что истинный предок ещё не обнаружен, — но это наше лучшее предположение о том, как мог выглядеть этот предок», — объясняет Видриг.

Предыдущие исследования сохранившихся перьев несколько более дальнего родственника литорнитида Calciavis grandei показали, что он мог летать, но было неясно, насколько далеко. Никто не проводил количественный анализ формы костей литорнитида, чтобы попытаться ответить на этот вопрос.

Так, в новом исследовании, опубликованном в среду (17 сентября) в журнале Biology Letters , Видриг и ее коллеги сравнили форму грудины L. promiscuous с таковыми у современных птиц и использовали трехмерный геометрический набор данных, чтобы выяснить, насколько хорошо животное могло летать.

«Грудина очень важна для полета, поскольку именно там крепятся большие грудные мышцы, отвечающие за полет», — сказала Видриг.

Форма грудины указывала на то, что она могла выполнять целый ряд аэробных, машущих стилей полета, что позволяло совершать длительные перелеты.

«Мы обнаружили, что форма грудины очень похожа на форму грудины современных птиц, способных перелетать на очень большие расстояния через океаны, таких как большие белые цапли и цапли», — сказала Видриг.

«Это очень интересно, поскольку большая белая цапля — космополитический вид, поскольку она путешествует с континента на континент», — сказал Петер Хоснер, куратор птиц в Датском музее естественной истории, который не принимал участия в работе.

«На самом деле такие виды встречаются у птиц довольно редко», — добавил он. «В Северном полушарии, где многие птицы перелётные и преодолевают большие расстояния, мы имеем предвзятые оценки. Но в целом большинство птиц обитают на одном континенте, острове или небольшой территории и не так уж часто перемещаются».

Находка позволяет предположить, что древние палеогнаты, возможно, перелетели на далекие земли и основали популяции, которые впоследствии независимо эволюционировали в крупных и, как правило, нелетающих птиц, известных нам сегодня.

«Похоже, это впечатляющий случай конвергентной эволюции», — сказал Хоснер.

Сегодня существует около 60 видов ныне живущих палеогнатов. Среди них около 45 видов тинаму (которые могут летать короткими рывками, подобно фазанам), до пяти видов киви, один вид эму, три вида казуаров, два вида страусов и один или два вида нанду.

«Чтобы птица перестала летать, необходимо соблюдение двух условий», — сказала Видриг. «Она должна иметь возможность добывать всю свою пищу на земле, то есть не полагаться, например, на пищу, растущую на деревьях. И не должно быть никаких хищников, от которых ей пришлось бы спасаться бегством».

В более поздние времена, по словам Видриг, это происходило только в островных условиях, где не было хищников, например, в случае с додо (Raphus cucullatus). Но после мел-палеогенового вымирания около 66 миллионов лет назад, уничтожившего нептичьих динозавров, всё изменилось.

«Мир был в целом очищен от хищников, а млекопитающие хищники ещё не эволюционировали, поэтому любая птица, питающаяся на земле, имела возможность, по сути, стать нелетающей», — сказала Видриг. «Полёт — тяжёлая работа, и гораздо легче стать нелетающей, если не нужно ни от чего убегать».

По ее словам, когда появились более крупные хищники, у нелетающих птиц было время адаптироваться, либо став большими и устрашающими, как казуар, либо превратившись в быстрых бегунов, как страус.

Но все эти схожие изменения эволюционировали независимо друг от друга. «Они же не совещались по телефону и не говорили друг другу: „Ладно, ты поедешь в Африку и эволюционируешь в страуса. А я поеду в Южную Америку. И эволюционирую в нанду“», — резюмировала Видриг.