Удивительно простое объяснение формы яиц

Яйцо песочника выглядит, как слеза, совы — как мячик для гольфа, а колибри — как желейная конфета. Они даже катятся по-разному — это наглядно демонстрирует визуализация, подготовленная журналом Science. За прошедшее столетие Музей зоологии позвоночных в Беркли (Калифорния) собрал тысячи яичных скорлуп 1400 видов птиц, фотографии которых даже доступны онлайн. В недавнем исследовании группа ученых из 4 стран впервые нашла убедительное объяснение этого потрясающего разнообразия. 

Одного из участников проекта, эволюционного биолога Принстонского университета Мэри Стоддард давно занимал тот факт, что яйца настолько разнообразны. Хотя все они в основном выполняют одни и те же функции: питают и защищают развивающегося цыпленка. Вместе со своими коллегами она написала компьютерную программу Eggxtractor, которая распознает яйцо на любом изображении, а затем измеряет его длину, ширину и форму.

Команда использовала эти данные, чтобы определить, насколько форма яйца далека от идеальной сферической — заострена или вытянута. Всего таким образом были проанализированы почти 50 тысяч яиц.

Зная, что форма яйца определяется не самой оболочкой, а внутренней мембраной, Стоддард сотрудничала с физиками из Гарвардского университета, чтобы придумать математическую формулу, основанную на свойствах мембраны и том давлении, которое на нее оказывает развивающейся внутри птенец. Полученная расчетная модель была использована для создания десятков яичных форм с изменением жесткости мембраны и показателей давления.

«Корректировка этих данных позволяет нам генерировать все разнообразие форм яиц, которое мы наблюдаем в природе», — говорит Мэри Стоддард.

Единственное, что реальная птица просто не может создать, так это яйцо в форме воздушного шара. Палеонтолог из Боннского университета в Германии Мартин Сандер отмечает, что создание общей формулы для формы яйца — это реальное достижение нового исследования.

Кроме этого, Стоддард и ее коллеги создали семейное дерево из 1000 видов птиц, что позволило им понять: каждая группа имеет характерную форму яйца. Также это опровергло ранее предлагаемые объяснения формы яиц — тип и расположение гнезда или количество птенцов. Перечисленные факторы оказывают влияние, но совсем небольшое.

В рамках исследования команда оценивала и то, насколько играет роль летная способность вида, а именно — отношение длины крыла к ее ширине.

«Была неясная гипотеза о том, что форма яйца может быть связана с летной способностью, на которую до этого никто не обращал внимания», — говорит Стоддард.

К удивлению команды, версия подтвердилась.

Хорошие летуны, например кайры и песочники, склонны откладывать более вытянутые и асимметричные яйца, потому что долгое пребывание в воздухе требует легких, компактных тел. Между тем, пернатые, летающие мало или вовсе не парящие в воздухе, как тропические питты и трогоны, имеют более сферические яйца. По мнению Стоддард, причина заключается в том, что круглые яйца требуют более широкого таза, а тело хороших летунов — более обтекаемое с легким и меньшим скелетом.

Поведенческий эколог из Хантерского колледжа в Нью-Йорке Марк Хаубер, который не участвовал в исследовании, отмечает:

«Приятно видеть полную историю формы яйца. Это замечательно, что теперь просто взглянув на яйцо, можно будет получить общую информацию о виде птицы».

В тему:

• Необычное использование обычных вещей
• Они цветные
• Стерхи без Путина сбились с пути, в заповедник их вернули... на самолете