КАКИЕ У НАС ЯЙЦА?

Яйца различных видов птиц различаются по весу, окраске, форме и степени симметрии. Однако большинство их имеют овальную, слегка вытянутую форму с одним более тупым и другим — более острым концом.
Колибри высиживают эллиптические яйца, совы — круглые, а ржанки — каплевидные, заостренные с одного конца. Причина, по которой яйца птиц имеют разную форму, интересовала ученых с давних времен.

Ответ на этот вопрос удалось наконец получить ученым из Принстонского университета, которые провели титаническую работу по изучению яиц и пришли к выводу, что форма яиц зависит от способности птиц отдельного вида к полету.

Согласно одному из традиционных объяснений, вытянутая форма яиц может мешать им скатываться из гнезд и позволяет проще проходить через клоаку.
«В отличие от классической гипотезы мы обнаружили, что полет может влиять на форму яиц. Птицы, которые хорошо летают, откладывают асимметричные или эллиптичные яйца. Вдобавок мы предположили, что мягкая мембрана яиц, а не их твердая скорлупа отвечает за все разнообразие их форм, которое мы наблюдаем в природе», — пояснила Мэри Касвелл, автор исследования, опубликованного в журнале Science.
Чтобы понять причину формирования яиц разной формы у разных птиц, международная команда ученых провела многошаговое междисциплинарное исследование с применением методов компьютерного моделирования и сравнительной биологии.

Для начала они изучили фотографии порядка 50 тыс. разнообразных яиц, принадлежащих 1400 различных видам птиц, живущим ныне и уже вымершим. Образцы были отобраны со всего земного шара и хранятся в базе данных Музея зоологии позвоночных в Беркли, Калифорния. Все они собирались натуралистами в течение XIX и XX века.
Чтобы формализовать описание различных форм яиц, ученые ввели всего два параметра — эллиптичность и степень асимметрии (отличие тупого конца от острого). Используя высокопроизводительные средства обработки изображений, а также описательные данные из той же коллекции, ученые смогли составить «карту» различных форм птичьих яиц. Так, самые асимметричные яйца оказались у песочника-крошки, наиболее эллиптические — у птичек малео с острова Сулавеси, которые откладывают их в нагретый солнцем песок или вулканический грунт.

Карта помогла заметить, что птицы, имеющие крылья, позволяющие им совершать эффективный с точки зрения аэродинамики полет и улетать далеко от гнезда, имеют более вытянутые и острые яйца. 

«Вариации между размером и формой яиц у различных видов птиц не являются просто случайными, а связаны с различиями в экологии, в частности — способности каждого вида к уверенному и изящному полету», — пояснил соавтор Йозеф Тобиас из имперского колледжа Лондона.

Ученые считают, что яйца более вытянутой формы появляются у птиц, имеющих более гладкое, «аэродинамическое» тело, предназначенное к эффективному полету. Пингвины, которые не летают, но тоже имеют вытянутые яйца, — скорее исключение, подтверждающее правило, поскольку их тело имеет также обтекаемые формы для наименьшего сопротивления при плавании.

Те же птицы, что проводят много времени на земле, часто имеют более круглые яйца, для которых требуется более широкий яйцевод.

На то, что риск такой существует, намекали веселые эксперименты коварного советского орнитолога Льва Белопольского в 50-х годах, когда он с коллегами стрелял из ружей по кайрам, побуждая их в панике улетать со скал, и наблюдал настоящий яйцепад, звонко смеясь: «Ха-ха-ха!» «Они были буквально одержимы скатывающимися яйцами и полагали, что все эволюционировало во имя минимизации этого риска», – с ужасом рассказывает Тим Беркхед из Университета Шеффилда (Великобритания). Ему подобное объяснение всегда казалось неубедительным, а методы проверки – сомнительными и жуткими.
Надо отметить, в естественных условиях, когда никто в них не стреляет и не смеется звонко над ухом («Ха-ха-ха!»), кайры не оставляют свои яйца без присмотра и холят их лелеючи, не допуская даже малейшей возможности покатушек. Более того, если все же катнуть яйцо кайры, то дуга окажется не такой уж и короткой – уж побольше ширины многих скальных выступов, на которых сидят птицы. Это делает дуговидные движения грушевидных яиц крайне неэффективной адаптацией против фатального падения.

Чтобы понять яйца кайр, необходимо сперва понять их колонии, говорит Беркхед. «Это ядреные места, птицы слетаются туда отовсюду и сикают пометом где только могут», – объясняет орнитолог. Согласно его прошлогодней гипотезе, необычная форма делает яйца более устойчивыми к внешним воздействиям, таким как шмяканье неуклюжей птицы во время жесткой посадки, а также препятствует загрязнению скорлупы противными птичьими фекалиями.
Ученый и его коллеги проанализировали яйца тонкоклювых кайр и сравнили их с таковыми гагарок – близкородственных птиц, чьи яйца более классической формы. Как выяснилось, у кайровых яиц больше скорлупы приходит в соприкосновение с субстратом, и она к тому же более толстая в местах контакта – все это способно снизить сокрушающий эффект от напористого толчка. Также оказалось, что из-за смещенного центра тяжести яйцо контактирует с землей своим кончиком – именно он загрязняется вездесущим пометом, а противоположный конец яйца остается относительно чистеньким. Это очень важно, ведь газообмен между эмбрионом и средой происходит преимущественно на тупом конце яйца, оттуда же вылупляется и птенец. Если скорлупа там залеплена пометом и прочей дрянью, кайренок может попросту не вылупиться.
С другой стороны, кайрам все-таки часто приходится селиться и высиживать яйца на наклонных выступах – наклонных не в сторону пропасти, а вдоль самих скал. Яйцо между ног птицы при этом почти всегда развернуто тупым концом в горку. В тот короткий момент, когда самец сменяет на посту самку или наоборот, яйцо остается на выступе в одиночестве и теоретически может покатиться. Согласно новой гипотезе Беркхеда, проверенной экспериментами, грушевидная форма стабилизирует яйцо кайры на наклонном выступе: благодаря большему контакту с подлежащей поверхностью, оно более инертно, то есть весьма неохотно катится при неосторожном толчке, а если и покатилось, то набирает скорость медленно или вообще останавливается. А вот менее асимметричные яйца гагарок катятся легко и непринужденно навстречу гибели, потому-то эти птицы почти никогда не селятся на наклонных выступах, а предпочитают горизонтальные, желательно с галькой.

Яйца кайр считаются одними из самых красивых среди птиц, и в поисках необычно окрашенных экземпляров отчаянные охотники за яйцами раньше частенько забирались на опасные британские утесы, чтобы украсть у птиц яички и затем продать богачам-коллекционерам или в музеи. Сегодня подобный промысел запрещен законодательством Великобритании.
Сами кайры тоже весьма очаровательны, считает Тим Беркхед, за ними намного интереснее наблюдать, чем за их миловидными соседями тупиками, которых так обожает неискушенная публика. Тупики – скучные, они ничем толком не занимаются и в основном тупят. Кайры же – совсем другое дело. «Наблюдать за ними – все равно что смотреть природную мыльную оперу: нескончаемая чехарда любви, неверности и раздора», – умиляется ученый, смахивая слезу. «Ха-ха-ха!» – смеется Лев Белопольский, перезаряжая ружье.
Текст: Виктор Ковылин. Научные статьи: Ibis, The Auk (Birkhead et al., 2017, 2018)
Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент и поставить активную ссылку на эту статью – мы будем только рады. С уважением, Батрахоспермум.