Особая группа динозавров сотни раз эволюционировала, приобретая блестящее и красочное оперение.
Попугаи, туканы и другие ярко окрашенные тропические птицы обычно обитают именно там - в тропиках. Те, кто живёт дальше к северу и югу, обычно имеют более тусклые перья. Происхождение этих различий в оперении озадачивало учёных на протяжении веков: появились ли разноцветные перья в тропиках или у тропических птиц были разноцветные предки, прилетевшие в этот регион откуда-то еще?
Новое погружение в семейное древо птиц показало, что переливающиеся разноцветные перья возникали 415 раз. В большинстве случаев они возникали за пределами тропиков. Также вероятно, что у предка всех современных птиц были радужные перья. Результаты исследования подробно изложены в научной статье, опубликованной 26 июля в журнале Nature Ecology & Evolution.
Цвет и радужная оболочка в животном царстве
Один из способов получения цвета у животных - это пигменты, вырабатываемые клетками. У птиц пигмент меланин создает черный, серый, коричневый и оранжевый цвета. Каротиноиды используются специализированными структурами перьев для создания этих более ярких оттенков.
Другой процесс происходит через структурный цвет. Он возникает благодаря тому, что свет отражается от различных структур клеток. Примером структурного цвета может служить радужное мерцание мыльного пузыря.
"Радужная оболочка работает, отфильтровывая одни длины волн света, но отражая другие обратно в глаз, - рассказывает Чад Элиасон, соавтор научной статьи и научный сотрудник Музея Филда в Чикаго. - Поскольку цвет, который вы видите, зависит от расстояния, пройденного светом через радужный объект, при изменении угла обзора вы видите разные цвета. В этом и заключается феномен радужности".
Тропические птицы получают свои яркие цвета благодаря сочетанию блестящих пигментов и структурных цветов, таких как радужная оболочка.
"Мы провели много математических расчётов"
В ходе нового исследования команда учёных создала базу данных 9 409 видов птиц, чтобы проследить, как цвет распространяется по всему миру. Команда прочесала видео, фотографии и научные иллюстрации большинства видов птиц, которые были научно задокументированы. Попутно они отслеживали, какие виды имеют радужные перья и где эти птицы обитают.
Затем они объединили данные об окраске птиц и уже существующее родословное древо, основанное на ДНК. Это помогло им определить, как все виды связаны друг с другом. По словам Элиасона, «мы провели много математических расчетов» и ввели полученную информацию в систему моделирования, чтобы определить происхождение и распространение радужной окраски.
Модель показала, что миллионы лет назад в этот регион прилетели разноцветные птицы из других тропиков. Со временем они разделились на множество различных видов. Во всех этих математических выкладках был и сюрприз.
Красочный сюрприз
Живые птицы - технически специализированная группа динозавров, и модель показала, что у общего предка всех ныне живущих птиц были радужные перья, которые до сих пор сверкают по всему птичьему семейному древу.
Сранняя из известных птиц - археоптерикс - жила 140 миллионов лет назад. Подгруппа птиц под названием Neornithes сформировалась около 80 миллионов лет назад и стала единственными птицами, пережившими массовое вымирание 66 миллионов лет назад, которое уничтожило большинство других динозавров. Современные птицы относятся к Neornithes, и модель указывает на то, что радужные перья появились так давно.
Учёные ищут доказательства радужной окраски, обращая внимание на структуры, которые вызывают радужную окраску у современных птиц.
"В данном случае эти структуры представляют собой слои пигмента меланина в перьях, - говорит Элиасон. - Если мы увидим похожие слои или структуры в окаменелостях, мы можем предположить, что эти вымершие животные тоже могли создавать радужную оболочку".
Это открытие может иметь важные последствия для палеонтологии, но предстоит еще много работы, чтобы узнать больше.
"Следующие шаги - это изучение того, где на теле предков птиц была обнаружена радужная оболочка, почему одни птицы используют для сигнализации радужный структурный цвет, а другие - нерадужный, а также изучение биологической функции радужной оболочки, чтобы понять, почему она связана с расселением/расширением ареалов у птиц, как мы обнаружили", - говорит Элиасон.
Буду несказанно благодарен, если, зайдя однажды, останетесь с каналом навсегда.
Желающие поддержать канал, в ЧЕТВЁРТЫЙ раз поднимающийся из дзеновских руин, могут присылать донаты.
Номер карты Сбербанка — 2202 2068 8896 0247 (Александр Васильевич Ж.). Пожалуйста, сопроводите перевод сообщением: «Для Каморки».