Оттенки и узоры яиц современных птиц восходят к их динозаврическим предкам.
Яичная скорлупа современных птиц демонстрирует впечатляющий спектр оттенков радуги - от масляно-желтого до кроваво-красного, от бледнейшего голубого до темно-синего. Некоторые из них пятнистые или крапчатые, другие без пятен. Как и когда эволюционировало поразительное разнообразие цветов и рисунков яиц? Среди современных амниот (группа, которая включает птиц, рептилий и млекопитающих) только птицы производят окрашенные яйца. Другие животные, которые откладывают яйца, создают обычные белые яйца. Таким образом, преобладающее мнение заключается в том, что цвет яйца - это строго птичье нововведение, но новые открытия показывают, что задолго до того, как яйцо малиновки стало голубым, появилось яйцо Дейнониха.
В статье, опубликованной на этой неделе в журнале "Природа", исследователи сообщают о пигментах, найденных в окаменелых яичных скорлупах нескольких видов динозавров. Работа указывает на ослепительное разнообразие цветов и узоров в яйцах современных птиц, которые восходят к единому эволюционному происхождению у динозавров не птиц. Технически птицы являются подгруппой динозавров; отсюда и различие между птицами и нонаусами. Открытие добавляет к растущему массиву свидетельств ископаемых пигментов, которые революционизируют науку о динозаврах.
Первые намеки на цвет яиц, возможно, появились у нонавиальных динозавров, и стало известно об этом в прошлом году, когда Жасмина Виманн, аспирантка Йельского университета, и ее коллеги объявили об открытии пигмента, ответственного за сине-зеленый цвет яиц, в окаменелых яичных скорлупах нескольких китайских динозавров. Овирапториды были относительно небольшими двуногими динозаврами с захватывающими руками, беззубыми клювами и перьями. Установлено, что по крайней мере одна группа нонавиальных динозавров имела окрашенные яйца, что ставит вопрос о том, унаследовали ли птицы от своих нонавиальных предков яйцекладку, или окраска развивалась независимо у птиц и нонавиальных динозавров.
В новом исследовании Виманн и ее коллеги взяли пробы яичной скорлупы 19 видов птиц, крокодилов и динозавров не птиц и проанализировали их химический состав с помощью метода, называемого рамановской спектроскопией, который может идентифицировать пигменты. Цвета современных птичьих яиц происходят всего из двух пигментов: биливердина и протопорфирина IX. Исследователи обнаружили оба пигмента в образцах ископаемой скорлупы яйца. Отобрав результаты на семейное дерево, команда определила цвет яйца, возникший только один раз - в группе динозавров Eumaniraptora, в которую входят некоторые другие не птичьи динозавры, а также все современные птицы. Зауроподы (апатозавр) и орнитишьяны (трицератопсы и их родственники), судя по всему, не откладывали пигментированных яиц. А те немногие родословные эуманираптора, которые потеряли цвет яйца, не восстановили его-предположительно потому, что каскады генов, которые порождают цвет яйца, настолько сложны, отмечает Виманн.
Результаты исследования дают представление о том, почему цвет яйца эволюционировал в первую очередь. Ученые ранее выдвинули ряд гипотез для объяснения этого явления, утверждая, что пигменты могли либо помочь замаскировать яйца в определенных средах, обеспечить защиту от вредного солнечного излучения или укрепить оболочку, среди прочих преимуществ. Обнаруженные ископаемые пигменты яичной скорлупы Виманна и ее коллег происходят от динозавров, которые, как известно, откладывали свои яйца в надземные гнезда вместо того, чтобы хоронить их, как это делали их предшественники. Эта ассоциация предполагает, что изменение в поведении гнездовиков было ключевым фактором появления окраски яиц, хотя, возможно, этому способствовали и другие факторы. Например, в случае с китайскими яйцекладками, которые, как полагают, гнездились вблизи рек, сине-зеленый цвет яиц вполне мог помочь им слиться с материалами гнезда и окружающей растительностью, скрывая их от хищников.
Посторонние эксперты находят убедительными требования команды по сохранению пигмента в яйцах окаменелостей.
"Это хороший материал",
- говорит Якоб Винтер из университета Бристоля в Англии, авторитетный специалист по древним пигментам. Он отмечает, что команда продемонстрировала, что рамановская спектроскопия может надежно отличать пигменты от белков, которые могут выглядеть довольно похожими.
Полученные результаты могут иметь интригующие последствия для понимания родительской заботы у динозавров. В 1990-х годах палеонтологи, работающие в Монголии, обнаружили прекрасно сохранившееся ископаемое - яйцекладку, расположенную над гнездом. Это ископаемое, предположительно самка, было названо "Большой Мамой", что является весомым доказательством того, что современные птицы ведут себя как выводки у ноназиатских динозавров. Но годы спустя исследователи исследовали ряд ископаемых окаменелостей взрослых динозавров, сохранившихся с яйцевыми кладками (в том числе и яйцевидными), сравнивая объем яиц и детали структуры костей ископаемых образцов с таковыми у современных птиц. Их вывод: вылупившиеся динозавры, вероятно, были самцами. Новое свидетельство цвета яйца
"добавляет недостающий кусочек головоломки",
- говорит Виманн. У современных птиц, таких как малиновки, голубой цвет яиц часто ассоциируется с более высоким уровнем отцовской заботы. Мысль заключается в том, что цвет яиц является сигналом качества в маме и, следовательно, ее молодняк, и как таковой она побуждает отца пойти на лишнюю милю в обеспечении своей семьи. Откровение овирапториды и некоторые другие эвманирапторы имели голубые яйца, таким образом, поддерживает утверждение об отцовской заботе о птицах, происходящих из не птичьих динозавров. То есть, Большую Маму было бы правильнее назвать Большим Папой.
"Открытие единого происхождения цвета яичной скорлупы у динозавров является прекрасным напоминанием о том, что современные птицы унаследовали многие черты от своих динозавровых предков",
- говорит Мэри Стоддард из Принстонского университета, которая изучает эволюцию яйцеклеток птиц и не принимала участия в новой работе. Она отмечает, что в последние годы реализация многих нонауральских динозавров, обладающих красочными перьями, трансформировала представления ученых о биологии и поведении динозавров. Это новое исследование, добавляет она,
"скорее всего, вдохновит на совершенно новое направление исследований в области гнездования и инкубационного поведения динозавров".