ognevit

Тот факт, что птицы — это потомки динозавров, благополучно пережившие мел-палеогеновое массовое вымирание 66 миллионов лет назад, стал уже достаточно широко известным. Для специалистов по сравнительной анатомии сходство между этими группами животных очевидно, но неспециалисту заметить его не всегда просто. Например, сразу и не подумаешь, что хваткие когтистые передние лапы динозавров превратились в изящные птичьи крылья. Птица гоацин, которую вы видите на фото, имеет любопытную деталь анатомии, которая выдает дино-происхождение всего птичьего племени. Впрочем, гоацины интересны многими специфическими особенностями, так что обо всем по порядку.

Гоацин сушит оперение после дождя. Десятками минут он может неподвижно сидеть, расправив крылья, пока перья не высонут. Фото © Андрей Бушуев, Эквадор, река Напо (Sani Lodge), январь 2013 года.

Обитают гоацины исключительно в Южной Америке и всегда селятся в ветвях деревьев, растущих около водоемов — рек или озер. Немецкий зоолог Филипп Мюллер описал гоацинов еще в 1776 году в дополнении к знаменитой «Системе природы» Карла Линнея. Мюллер поместил этих птиц в группу курообразных, однако бесконечные споры о систематическом положении гоацинов ведутся до сих пор. Стоит заметить, что построить правильную систематику птиц, которая бы верно отражала их филогенетическое родство, вообще достаточно трудная проблема даже при использовании нынешних технологий сравнительной геномики. Это отчасти объясняется короткими сроками диверсификации этой группы (отделения новых таксонов), которая в основном пришлась как раз на относительно небольшой период после мел-палеогенового вымирания, предоставившего выжившим птицам (и другим животным) множество освободившихся экологических ниш. Что касается гоацинов, их в конце концов выделили в отдельный отряд Opisthocomiformes, где они представляют единственное семейство, род и вид Opisthocomus hoazin.

Гоацин в полете — почти кадр из фильма о доисторической земле. Фото Warren H. с сайта commons.wikimedia.org

Размером гоацины примерно с фазана — около 70 см от головы до кончика хвоста при массе тела 700–800 г. Свое латинское название (Opisthocomus дословно можно перевести как «c начесом на затылке») они получили за хорошо заметный хохолок. Внешний вид гоацинов вызывает в воображении образы доисторических джунглей: крупные цветные перья, синяя оголенная кожа вокруг массивного клюва и большие бордово-красные глаза. Это не слишком хорошие летуны: они чаще перебираются с ветки на ветку пешком, чем при помощи крыльев, а по воздуху без отдыха преодолевают не более 300–400 метров.

Пара гоацинов. Фото с сайта animalworld.com.ua

Впрочем, способность к длинным перелетам этим птицам не слишком нужна, ведь они живут в ровном тропическом климате, а кормятся исключительно листьями, цветами и почками — кормом, который всегда прямо под ногами. Зато при такой диете возникает другая проблема: основную массу листьев составляет целлюлоза, которую животные самостоятельно переваривать не умеют, а кроме того, в листьях многих растений содержатся разнообразные токсины. Поэтому гоацины приобрели адаптацию, которая отличает их от всех прочих известных пернатых, но сближает с коровами: их зоб превратился в камеру-ферментер, которая заселена разнообразным сообществом микроорганизмов — бактерий и анаэробных простейших-жгутиконосцев — которые расщепляют целлюлозу и обезвреживают растительные токсины. За это гоацинов также называют птицы-вонючки: содержимое их зоба имеет специфический аромат, сильно напоминающий запах коровьего навоза, и этот же аромат исходит от птицы, если подойти к ней достаточно близко. Впрочем, это обстоятельство неплохо защищает данный вид от посягательств охотников. В 2012 году было опубликовано любопытное исследование: ученые сравнили 4 микробных сообщества — из зоба и задних отделов кишечника гоацина, а также из желудка и заднего отдела кишечника коровы. Так вот, попарное сходство между микрофлорами обнаруживалось в первую очередь в зависимости от места дислокации, а не в зависимости от вида, как вполне можно было бы ожидать, — то есть налицо яркий пример конвергенции в организации экологических сообществ.

Гоацин поедает листья. Фото с сайта aboutwildanimals.com

Интересна и социальная организация этих экзотических птиц. В сезон размножения гоацины разделяются на пары, каждая из которых ревностно охраняет свою территорию, где строит гнездо и откладывает яйца. Вместе с размножающейся парой на этой территории также проживает еще несколько птиц-помощников (возможно, подросших птенцов прошлого года), которые сами не выводят птенцов, но полноценно участвуют во всех заботах, связанных с взращиванием потомства родительской пары. Акустические сигналы, которые птицы производят при коммуникации друг с другом, не слишком мелодичны, но разнообразны и слышны с большого расстояния. В промежутках между сезонами размножения птицы не разделяют территорию и формируют коммуны в сотню особей или больше. Такая общественная организация не так уж редко встречается среди птиц, но для такого крупного вида она всё же довольно необычна.

Но самое удивительное — это птенцы гоацинов. Птенцы появляются чаще всего по двое в гнезде, которое располагается в ветвях дерева прямо над водой. Летать птенцы учатся в промежутке между месяцем и тремя, и первый месяц они полностью зависимы от родителей в смысле питания. Но уже в первые дни после вылупления они способны проделывать поразительный трюк, который позволяет им избежать нападения хищника. Трюк заключается в том, чтобы вовремя выпрыгнуть из гнезда и упасть в воду. Но и в воде полно хищников, так что затем птенцу нужно выбраться из воды и вернуться в родное гнездо, где его снова будут кормить заботливые родители. И он может это сделать совершенно самостоятельно! Птенец подплывает к веткам, которые спускаются к самой воде, цепляется и ползет вверх — при помощи своих задних лапок, клюва... и когтей на пальцах крыла!

На видео можно посмотреть, как птенец гоацина выбирается из воды при помощи своих когтей

Эти когти выглядят точно так же, как на крыльях ранних вымерших предков и родственников птиц (например, у знаменитого археоптерикса) и несомненно свидетельствуют об истории формирования крыла из передних конечностей хватательного типа. Когти сохраняются у гоацинов в течение первых нескольких месяцев жизни, а затем утрачиваются.

Птенец гоацина, ухватившийся за ветку когтями лап и крыльев. Фото с сайта flickr.com/photos/linc-spaulding

На этом месте возникает еще один любопытный вопрос: как это вышло, с точки зрения эволюции, что у гоацинов когти есть, в то время как ни у каких других современных птиц их нет? Раньше считали, что гоацины — это наиболее примитивные птицы, поэтому они сохранили этот древний признак, в то время как прочие птицы произошли от более позднего предка, уже окончательно утратившего когти на крыльях. Однако филогенетические реконструкции опровергают такое предположение. Зоологи более или менее согласны друг с другом по поводу того, что этот отряд обособился достаточно близко к основанию филогенетического дерева птиц, но всё же позднее, чем бескилевые (страусы), курообразные (куры, гуси), а также козодои, стрижи и колибри.

Тогда остается еще два варианта: или гоацины и их предки всё же сохранили этот признак, а другие группы многократно независимо утрачивали его (параллелизм), или когти у гоацинов восстановились после того, как ранее были уже утрачены (реверсия). Вторая гипотеза представляется более вероятной с точки зрения парсимонии (экономии числа событий), и в то же время она нарушает так называемое «правило необратимости эволюции», или закон Долло. Это не единственный случай, реверсии встречаются в разных ветвях эволюционного дерева, и всё же каждый такой случай вызывает удивление. Было бы очень интересно узнать, с одной стороны, какой генетический механизм оказался способен реставрировать уже «заброшенный» модуль развития некоторой структуры организма, а с другой — почему эти события реализовались только в одной-единственной веточке среди огромного разнообразия видов птиц.

Источник: Татьяна Романовская, «Элементы»

Этот житель подводных пещер не похож на привычных нам животных. Раньше о нем слагали легенды, теперь ему посвящают научные статьи. Он всегда остается ребенком и может дожить до ста лет в холоде и голоде... Перед вами — европейский протей, или олм (Proteus anguinus anguinus).

Протей — маленькая саламандра, населяющая водные экосистемы пещер. Он имеет длину всего 25–35 сантиметров и весит 15–20 грамм. Ареал протея ограничен пещерами Балкан (Динарское нагорье). Там, где он живет, условия суровые: постоянно темно, холодно (8–11°C), еды мало. Даже четвертичное оледенение не повлияло на эту среду, и у протея, заселившего эти места 10–20 миллионов лет назад, было достаточно времени для самосовершенствования. Поэтому он обладает типичными трогломорфными (характерными для обитателей пещер — троглобионтов) чертами и весь состоит из адаптаций к своей среде.

Идеально подстроившиеся под условия пещер, протеи вовсе не стремятся наружу, однако после обильных осадков некоторых из них иногда выносит в толщу водоема. Раньше находившие их люди верили, что протей — это только что вылупившийся пещерный дракон, который вырастет огромным и страшным. По-видимому, те же люди назвали его германским словом «олм», значение которого науке неизвестно, так как в современных языках его нет. Еще одно свое имя — «человеческая рыбка» — протей получил за отсутствие пигментации, что придает его коже сходство с нашей.

Протей отлично плавает. Фото с сайта earthsky.org

Глаза у протея плохо развиты и прячутся под кожей, но сохраняют чувствительность к красному свету. Да и сама кожа у него светочувствительна. Причем протей может проявлять как отрицательный, так и положительный фототаксис (то есть как избегать света, так и следовать за ним). Есть наблюдения массовых выходов протеев на поверхность в лунные ночи. Возможно, такая синхронизация поведения полезна для успешного размножения.

Помимо сомнительного зрения у протея есть много других способов получать информацию о мире. Всевозможные чувствительные органы без труда помещаются на его большой плоской голове. Его носовой эпителий тоньше, чем у других амфибий, что обеспечивает ему и более тонкое обоняние. Со вкусовыми рецепторами у него тоже все в порядке. Благодаря особому строению внутреннего уха и большим резонаторным полостям в виде легких и ротовой полости протей отлично слышит в воде. Также известно, что он чувствителен к электрическим и магнитным полям.

Изучать протея в его естественной среде очень сложно. Но возможно: главным образом благодаря популяции, искусственно сформированной во Франции в 1952 году. С 1958 года ведутся записи о пополнениях и потерях в пещере. Сейчас популяция состоит более чем из 400 протеев разных возрастов. Большинство научных сведений об олме получено именно здесь, и сведения эти потрясающие.

Протеи удивительно долго живут, сильно выбиваясь из прямой зависимости размера и возраста, характерной для животных. Продолжительность жизни олма на порядок больше, чем у близких ему видов, а ближайший его родственник, который живет сравнимо долго, — исполинская саламандра (Andrias japonicas), весящая 25 килограмм. Самым старшим особям из французской популяции протея сейчас по меньшей мере 48 лет. При этом коэффициент годовой выживаемости взрослых протеев составляет 0,984 и от возраста не зависит. Если такой коэффициент сохраняется и для более старших возрастов, то средняя продолжительность жизни протея составляет 68,5 лет, а максимально возможная — более ста лет. Исследователи предполагают, что секрет олма заключается в эффективно работающих митохондриях, которые почти не образуют активные формы кислорода — побочные продукты деятельности дыхательной цепи. Обладая высокой реакционностью, активные формы кислорода повреждают ДНК, белки и липиды клеток, что способствует старению.

У Proteus anguinus anguinus есть родственник — Proteus anguinus parkelj, найденный только на юго-западе Словении. Он также живет в пещерах, но его трогломорфные черты гораздо менее выражены. Например, он черный и у него развиты глаза. Его так и называют «черный олм». Видимо, он пришел в пещеры позже и не успел еще хорошенько в них обжиться. Сейчас черный и белый олм считаются подвидами одного вида, хотя следов брачных союзов их ДНК не несет.

Черный подвид протея Proteus anguinus parkelj. Фото © Lars Soerink с сайта vildaphoto.net

Протей — хищник. Он питается личинками насекомых, моллюсками и ракообразными. Не всегда они есть, но олм мужественно переносит длительные периоды отсутствия еды. Он может голодать до восьми лет! В одном эксперименте протеи провели без пищи 240 дней. Сначала они усиленно искали еду, заметно увеличив свою подвижность. Но затем сменили стратегию и начали медленно и методично обследовать аквариум. Такое поведение экономит энергию и повышает вероятность найти пищу, если она все-таки есть. При этом на работу мышц олмы сначала расходовали запасы гликогена, потом липидов и только в конце эксперимента начали тратить мышечные белки. При этом самые важные для движения белки они приберегли, поэтому при появлении в аквариуме пищи смогли охотиться очень эффективно, быстро восстанавливая утраченное. Параллельно (но в течение сего 90 дней) голодали наземные пиренейские тритоны (Calotriton asper). Они тоже были молодцами, но гораздо более расточительно тратили свои запасы, а по окончании голодовки восстанавливали их в 1,2–3 раза медленнее, чем олм.

Часть режима постоянной экономии энергии — медленное взросление и редкое размножение. Протеи достигают репродуктивного возраста к 15–16 годам. Скорость откладки яиц — в среднем 35 штук каждые 12,5 лет.

Самка протея отложила икру в аквариуме пещеры Постойнска-Яма. Это первый случай, когда исследователям удалось наблюдать откладку икры у этих животных. Фото с сайта postojnska-jama.eu

На протяжении всей жизни протей сохраняет ювенильные (присущие личинке) черты, например внешние жабры (легкие у него тоже есть, но ими он почти не пользуется) и короткие конечности. Это явление называется неотенией. Взрослое состояние для протея неизвестно, в отличие, например, от аксолотля — способной к размножению неотенической личинки амбистомы. Кстати, человеку неотения тоже присуща: взрослые люди по многим признакам гораздо больше похожи на детей, чем, например, шимпанзе на своих детенышей. Есть гипотеза, что неотения помогает нам стареть медленнее, чем другие приматы.

Видео с самкой протея, откладывающей икру

Олм нуждается в бережном отношении. Он очень чувствителен к изменениям среды в результате загрязнения. Бездумный отлов также сокращает и без того малую численность протея. Устойчивый и к холоду, и к голоду, но совершенно беззащитный перед действиями человека, он напоминает нам, что в наших силах сохранить удивительную природу, частью которой мы являемся. Но для этого придется постараться.

Источник: Галина Клинк, «Элементы»

Нелепые, но милые чихуахуа произошли от древней индейской собаки течичи. Впервые эта вымершая порода собак упоминается за полторы тысячи лет до начала нашей эры. У трех древних народов Мезоамерики — майя, ацтеков и тольтеков, эти маленькие песики считались священными.

Первые течичи были длинношерстными. Ранее считалось, что короткошерстные формы появились после скрещивания с китайскими хохлатыми собаками в 16 веке, которые жили на кораблях испанцев и охотились там на крыс. Правда, современные генетические исследования такого смешения не подтверждают.

Последние течичи жили еще в 18 веке. Их останки нашли недалеко от руин дворца Монтесумы. Сейчас эта порода целиком вымерла, но ее потомки до сих пор живут у многих собаководов.

Существовало несколько гипотез о происхождении течичи. Некоторые исследователи относили корни породы на остров Мальту, где когда-то жила похожая порода собак. Течичи и мальтийский псов роднит анатомическая особенность — передний родничок. Этот неокостеневший участок черепа встречался только у этих пород. В Египте находили собачьи мумии похожие на течичи, захоронения датируется третьим тысячелетием до нашей эры. Была гипотеза, что родина течичи — Европа. На росписи Боттичели в Сикстинской капелле есть собака удивительным образом похожая на предка чихуахуа. Некоторые, на основании записей Колумба, помещают родину течичи на Кубу. Испанский мореход писал своему королю, что обнаружил на острове Кубанакан маленькую одомашненную собаку, которая казалась немой, потому что та не лаяла.

Впрочем, самой вероятной гипотезой о происхождении течичи стоит считать ту, по которой они являются потомками собак, пришедших в Новый свет из Азии вместе с палеоиндейцами. Это подтверждают и генетические исследования.

Течичи были трех разновидностей. Самые маленькие весили не больше двух килограммов и имели удлинённую шерсть и назывались тлалчи. Другие были чуть тяжелее и весили около 2,5-2,7 кг, они носили имя ксолоицкуинтли. Самые крупные весили 3-3,5 кг и обладали короткой шерстью, их называли просто ицкуинтли.

К слову, течичи дали начало не только чихуахуа, но мексиканской голой собаке — современной ксолоитцкуинтли.

Индейцы не брезговали употреблять течичи в качестве мясного дополнения к кукурузе. Кроме того, эти небольшие псы нередко служили жертвенными животными.

Знать и жречество ацтеков часто хоронили своих умерших вместе с течичи, чтобы собака сопровождала покойного на пути в Миктлан — страну мертвых. Считалось, что душа умершего перемещалась на спине течичи, а рубиновые глаза собаки освещали тьму мира мертвых.

Когда Кортес со своими войсками начал завоевание земли майя, удивительная порода начала приходить в упадок. Испанцы активно начали добавлять собачатину в свой рацион, что чуть не уничтожило породу. Еще одной причиной истребления течичи испанцами стало то, что течичи были органичной частью языческого мира майя, что мало сочеталось с принесенным христианством. Часть собак одичала и скрылась в лесах. Хорошо развитые фаланги пальцев позволили течичи освоить древолазание. Пусть, конечно, не так хорошо, как это делают обезьяны, но достаточно для того, чтобы спастись от хищников и найти себе пропитание. На протяжении трех столетий течичи были потеряны для человека. Только в 19 веке европейцам снова встретились течичи, которых находили на самых дальних окраинах Мексики.

Часто течичи можно было найти в штате Chihuahua. Несколько собак попали оттуда в Испанию под названием собака из Chihuahua, а позже в названии породы остался только штат. К слову, почти во всех языках название породы звучит как чиуауа, поскольку в испанском звук «h» не читается.

В истории чихуахуа, ксолоитцкуинтли и их предка течичи много запутанного и неизвестного. Может исторические и генетические исследования в будущем смогут пролить больше света на их происхождение. Однозначно можно сказать одно — это коренные американские породы собак, которые появились еще до прихода европейцев.

Остатки необычного динозавра попались пару лет назад палеонтологам, работавшим в китайской провинции Ляонин. Живший в юрском периоде и даже не мечтавший о полете небольшой тероподовый динозавр Serikornis sungei был целиком покрыт тонкими длинными перышками.

Великолепная сохранность образца в мельчайших деталях демонстрирует распределение перьев по телу животного, их структуру и даже окраску. Как отметили ученые, благодаря своему оперению серикорнис был довольно похож на современных кур породы Silky, считающейся одной из самых древних в истории.

С точки зрения систематики новый ящер принадлежит к группе Paraves, приходящейся родственниками, а возможно — и прямыми предками современным птицам. Однако ни Serikornis sungei, ни близкие к нему по строению Anchiornis и Aurornis по сути птицами еще не были. Судя по особенностям строения скелета, серикорнис вообще не умел ни летать, ни планировать.

Практически полный и сочлененный, скелет Serikornis sungei оказался несколько деформирован процессами осадконакопления и окаменения — его как-бы приплюснуло на один бок. Но это не помешало ученым обнаружить характерные для птиц и некоторых теропод пневматические полости в его позвонках, облегчавшие вес костей без снижения их механической прочности. Длина взрослого животного составляла 1,4 м.

Самой впечатляющей деталью серикорниса, или Silky, как называли его исследователи между собой, стало оперение. Нитевидные и карандашеобразные перышки покрывали все тело животного, включая кончик хвоста и фаланги пальцев.

«Я рассматривал оперение серикорниса под микроскопом и буквально ощущал, как это необычно и захватывающе — видеть такие тонкие детали у древних перьев возрастом 160 млн лет. На задних конечностях оперение распространяется на дистальную часть фаланг, придавая Silky схожесть с китайскими шелковыми аборигенами — породой, в честь которой он и получил свое прозвище. Кроме того, и это поистине увлекательная деталь, дистальные перья крыльев — как передних, так и задних конечностей — и хвоста оказались настолько хорошо сохранившимися, что продемонстрировали окраску в виде чередования светлых и темных полос, напоминающую оперение многих современных птиц, ведущих наземный образ жизни», — рассказал один из соавторов исследования Андрэ Кау (Andrea Cau) из Болонского университета.

Особенности оперения Serikornis sungei убеждают, что маховые перья живших на земле манирапторов сформировалось прежде, чем они перешли к древесному образу жизни и полету, пишут исследователи.

Остается добавить лишь. что название Serikornis переводится на русский язык как «шелковистая птица». Так что неформальное прозвище юрского теропода успешно превратилось в его официальное имя.

Источник: Paleonews