Scisne?

Отцовская забота о потомстве унаследована страусами от динозавров

Александр Марков

Комментарии: 0
Самец овираптора высиживает яйца. Реконструкция с сайта www.britannica.com
Самец овираптора высиживает яйца. Реконструкция с сайта www.britannica.com

У некоторых динозавров высиживанием яиц, по-видимому, занимались только самцы. Скелеты представителей трех видов динозавров были найдены прямо на своих кладках. Все три вида — ближайшие родственники предков птиц. Строение костей динозавров-наседок свидетельствует о том, что это были самцы. Возможно, современные страусы и другие бескилевые птицы унаследовали отцовскую заботу о потомстве непосредственно от динозавров.

В отличие от большинства других наземных позвоночных, у птиц забота о потомстве обычно делится поровну между отцом и матерью. Самцы участвуют в высиживании и кормлении птенцов у 90% видов птиц. Для сравнения, среди млекопитающих отцовская забота о потомстве встречается только у 5% видов, а среди современных рептилий — и того реже.

Класс птиц включает два подкласса: бескилевых (Paleognathae), куда относятся страусы, казуары, нанду, киви и их родня, и новонёбных (Neognathae). Второй подкласс включает подавляющее большинство современных птиц. У новонёбных о потомстве обычно заботятся оба родителя (иногда — только мать), а у бескилевых почти всегда — только отец. Какой из этих вариантов был исходным для птиц?

Поведение ближайших современных родственников птиц — крокодилов — свидетельствует, казалось бы, в пользу первичности материнской заботы. У крокодилов о потомстве заботятся самки. Однако разделение эволюционных линий крокодилов и предков птиц произошло очень давно, еще в триасовом периоде, задолго до появления птиц как таковых. Поэтому для понимания происхождения родительской заботы у птиц очень важно было получить хоть какую-то информацию о поведении их непосредственных предков, каковыми, согласно господствующим ныне представлениям, были ящеротазовые динозавры из группы Maniraptora.

Кости овираптора, найденные вместе с кладкой. Из статьи J.M.Clark, M.A.Norell, L.M.Chiappe. An oviraptorid skeleton from the late Cretaceous of Ukhaa Tolgod, Mongolia, preserved in an avianlike brooding position over an oviraptorid nest // American Museum novitates. 1999
Кости овираптора, найденные вместе с кладкой. Из статьи: J. M. Clark, M. A. Norell, L. M. Chiappe. An oviraptorid skeleton from the late Cretaceous of Ukhaa Tolgod, Mongolia, preserved in an avianlike brooding position over an oviraptorid nest // American Museum novitates. 1999

Представители трех видов манирапторных динозавров (Troodon formosus, Oviraptor philoceratops, Citipati osmolskae) были найдены прямо на своих кладках, в ряде случаев — в позах, характерных для птиц, высиживающих яйца. В статье, опубликованной в последнем номере журнала Science, американские палеонтологи утверждают, что эти «наседки», скорее всего, были самцами.

Об этом свидетельствуют два факта: строение костей динозавров-наседок и отношение объема кладки к размеру взрослого животного.

Исследователи изучили соотношение объема кладки к массе тела у архозавров с разными типами заботы о потомстве (архозавры — группа, включающая крокодилов, птиц, динозавров и ряд других вымерших рептилий). Оказалось, что самые большие кладки характерны для птиц, у которых яйца высиживает только самец. Для крокодилов с их материнской заботой о потомстве и для птиц, у которых мать заботится о птенцах вдвоем с отцом или в одиночку, характерны кладки меньшего объема. По-видимому, это объясняется тем, что откладка яиц у архозавров связана с очень большими затратами ресурсов. Если кладка велика по объему, у матери может не хватить сил ухаживать за ней. Гораздо легче это сделать отцу, который не тратит ресурсы своего организма на откладку яиц и может целиком посвятить себя заботе о потомстве. Кроме того, в этом случае становится возможным вариант «коммунальных кладок»: самец заботится о своем потомстве от нескольких разных самок.

Соотношение объема кладки (вертикальная ось) и массы тела (горизонтальная ось) у птиц с отцовской заботой о потомстве (голубая линия), с материнской (оранжевая) и смешанной (черная), а также у крокодилов (зеленая). Три ромбика с черным контуром соответствуют манирапторным динозаврам Troodon, Oviraptor и Citipati. Видно, что ромбики находятся ближе всего к голубой линии. Розовые квадраты — другие динозавры, более дальние родственники птиц. Рис. из обсуждаемой статьи в Science
Соотношение объема кладки (вертикальная ось) и массы тела (горизонтальная ось) у птиц с отцовской заботой о потомстве (голубая линия), с материнской (оранжевая) и смешанной (черная), а также у крокодилов (зеленая). Три ромбика с черным контуром соответствуют манирапторным динозаврам Troodon, Oviraptor и Citipati. Видно, что ромбики находятся ближе всего к голубой линии. Розовые квадраты — другие динозавры, более дальние родственники птиц. Рис. из обсуждаемой статьи в Science

Оказалось, что кладки Troodon, Oviraptor и Citipati по своему объему соответствуют модели отцовской заботы о потомстве (см. рисунок). У других динозавров, менее близких к предкам птиц, относительные размеры кладок были существенно меньше.

Самец страуса не тратит сил на откладку огромных яиц, и это позволяет ему целиком посвятить себя заботе о потомстве. Фото с сайта cache.eb.com
Самец страуса не тратит сил на откладку огромных яиц, и это позволяет ему целиком посвятить себя заботе о потомстве. Фото с сайта cache.eb.com

Второй аргумент состоит в том, что в костях динозавров-наседок не удалось обнаружить никаких признаков того, что эти животные незадолго до своей гибели занимались откладкой яиц. Самки архозавров расходуют много фосфата кальция на формирование прочной скорлупы своих яиц, причем значительная часть кальция и фосфора берется непосредственно из костей самки. У самок крокодилов это приводит к образованию характерных мелких полостей в костях конечностей. У большинства птиц перед откладкой яиц в костномозговой полости длинных костей образуется особая ткань — так называемая медуллярная кость (medullary bone), служащая источником кальция для развития яиц. Она постепенно рассасывается по мере откладки яиц, но обычно какие-то остатки ее сохраняются и после. Медуллярная кость была обнаружена у некоторых динозавров (Tyrannosaurus, Allosaurus, Tenontosaurus). Однако у манирапторных динозавров-наседок нет ни медуллярной кости, ни «крокодильих» признаков частичного растворения костей.

Палеонтологам очень редко удается выяснить хоть что-то о поведении вымерших животных, и в большинстве случаев выводы такого рода делаются на основе фрагментарных, косвенных и, честно говоря, спорных данных. На этом фоне вывод американских палеонтологов об отцовской заботе о потомстве у манирапторных динозавров выглядит довольно хорошо обоснованным.

Если у манирапторных динозавров, считающихся ближайшими родственниками первых птиц, действительно заботились о потомстве только самцы, то такое поведение, скорее всего, является для птиц исходным. Получается, что страусы и их бескилевые родственники унаследовали отцовскую заботу о потомстве непосредственно от своих предков — динозавров. Участие матери в высиживании и кормлении птенцов, характерное для новонёбных птиц, является более поздним нововведением.

Источник: David J. Varricchio, Jason R. Moore, Gregory M. Erickson, Mark A. Norell, Frankie D. Jackson, John J. Borkowski. Avian Paternal Care Had Dinosaur Origin // Science. 2008. V. 322. P. 1826–1828.

Александр Марков
«Элементы»

Комментарии: 0