Что в яйце? Ваш омлет для завтрака в стороне, ответ прост: птицы. Но не все птицы одинаковы, как и их яйца. Присмотритесь, и вы увидите большое разнообразие форм и размеров яиц, от крошечного эллиптического яйца колибри с широким хвостом до заостренного яйца наименее кулика.
Мэри Касвел Стоддард, эксперт по окраске животных и птичий эколог из Принстонского университета, хотела знать, почему. И поэтому вместе с командой международных исследователей она разработала амбициозный план: сравнить яйца тысяч видов птиц с возможной летной способностью птиц, которых они производят, чтобы увидеть, связаны ли они. Их результаты, опубликованные сегодня в журнале Science, показывают сильную корреляцию между формой яйца и способностью птиц парить в воздухе.
Чтобы изучить эту ссылку, команда исследовала фотографии 49 175 яиц из обширной цифровой коллекции в Музее зоологии позвоночных Университета Калифорнии в Беркли. Яйца, которые собирали натуралисты во всем мире в течение 19-го и начала 20-го веков, охватывают весь спектр размеров и местоположений птиц. Исследователи изобразили формы яиц с точки зрения асимметрии и эллиптичности (насколько они близки к эллипсу), что привело к гигантской карте форм яиц птиц.
Но вопрос остался: как они попадают таким образом? «Если вы возьмете яйцо и растворите кальцинированную скорлупу, у вас останется капля в оболочке с мембраной, имеющая форму яйца», - рассказывает Стоддард Smithsonian.com. «Это не возвращается к сфере. Для меня это было тревожным звонком, потому что именно мембрана действительно ответственна за создание этого огромного разнообразия формы яйца, а не скорлупы ».
Эта физическая реальность, как предполагали другие ученые, вдохновила следующий шаг исследования. Команда создала математическую модель, чтобы смоделировать, как яйцевод птицы - проход, который выплевывает яйца, такие как фаллопиевы трубы человека, - может создавать различные формы яиц до формирования скорлупы. Когда они скорректировали модель для различных переменных, таких как давление и толщина мембраны, это дало разные гипотетические яйца. Результат увеличивает вероятность того, что не оболочка, а мембрана под ней придает яйцам форму.
Затем пришло откровение, которое раскрыло давнюю тайну. Команда включила в свою модель различные переменные, такие как масса тела, диета, местоположение гнезда и окружающая среда. Но только когда они использовали переменную, называемую индексом крыла - соотношение, которое выражает способность птицы летать, - яйца получились, как в реальной жизни.
«Когда я думаю о птицах, на ум приходят полет и яйца», - говорит Стоддард. «Открытие того, что они могут быть каким-то образом связаны друг с другом, безусловно, стало для нас сюрпризом». Птицы с самыми асимметричными и эллиптическими яйцами - лучшие летчики С другой стороны, такие птицы, как киви, которые имеют чрезвычайно симметричные яйца, - нет. В случае с киви они нелетают.
Новая информация о форме яйца может помочь ученым выяснить, как птицы эволюционировали и меняли форму с течением времени. Но исследование имеет некоторые ограничения. Он не включал в себя все примерно 10 000 видов птиц и пропущенных паразитических птиц, которые полностью имитируют яйца других видов.
Некоторые виды бросают вызов модели. И Стоддард говорит, что новое исследование не обязательно опровергает другие теории о форме яиц - например, предположение, что расположение птичьего гнезда определяет форму их яиц. Но, похоже, они могут оказывать меньшее влияние, чем считалось ранее.
Конечно, корреляция - это не причинно-следственная связь, и пока нет генетического подтверждения новой идеи. Но, говорит Стоддард, «нет ничего невозможного». Будет ли наука когда-нибудь действительно взломать код, почему птицы откладывают разные яйца? Для Стоддарда эта дразнящая возможность не так уж и далеко.
И пока вы ждете, говорит она Smithsonian.com, она надеется, что это изменит ваш образ мышления. «Я надеюсь, что когда люди смотрят на летающего робина, а затем взрывают яйцо на завтрак, они удивляются тому, как эти двое могут быть связаны».
