Глобальная база данных всех видов птиц показывает, как форма тела предсказывает образ жизни

База данных по 10 000 видам птиц демонстрирует, как измерения крыльев, клювов и хвостов могут предсказать роль вида в экосистеме.

Поскольку многие виды птиц выполняют важные экологические функции, такие как опыление растений, распространение семян или контроль вредителей, эта база данных может помочь учёным понять и предсказать, как потеря видов повлияет на здоровье экосистемы.

Международная команда исследователей под руководством Имперского колледжа Лондона и Университетского колледжа Лондона посетила музеи по всему миру, чтобы найти образцы почти 10 000 видов, охватывающих более 99% всех известных видов птиц. Их результаты и база данных опубликованы сегодня в Nature Ecology and Evolution.

Связь между формой тела каждого вида животных и аспектами их образа жизни, включая диету, предлагалась ранее, но впервые она подтверждена в таком масштабе и с такой точностью.

Старший автор исследования доктор Джозеф Тобайас из Департамента наук о жизни Имперского колледжа сказал: "Собрать измерения для всех видов птиц было колоссальной задачей. Это особенно верно, если учесть сотни исследователей и биологов за последние 150 лет, которые собирали и хранили 70 000 музейных образцов, на которых основана эта работа".

Предсказания вклада вида в экосистему часто делаются с использованием оценок их эволюционных отношений с другими видами — полагаясь на тот факт, что близкородственные виды, как правило, более схожи по функциям, чем отдалённо родственные.

Однако новая база данных показывает, что измерения тела предлагают гораздо лучшее предсказание в целом, поскольку некоторые очень отдалённо родственные виды развили схожие тела, чтобы приспособиться к схожему образу жизни или пищевым предпочтениям.

Например, семейство чистиковых, включающее тупиков и кайр, имеет очень похожую форму тела с пингвинами, несмотря на эволюцию в противоположных полушариях. И те, и другие имеют клювы, тела и крылья, приспособленные для плавания и ловли рыбы под водой.

Концепция, называемая конвергентной эволюцией, далеко не нова, но новый набор данных даёт наиболее чёткую картину её широкого влияния на весь класс животных в глобальном масштабе.

Команда изучила девять измерений тела, включая размеры клювов, хвостов, крыльев и ног, а также массу тела, и сравнила их с диетой птицы и пищевым поведением — например, ловит ли она в основном беспозвоночных в воздухе, на земле или под водой.

Некоторые связи очевидны, например, более длинные крылья у видов, которые проводят много времени в полёте, или более длинные ноги у наземных видов. Однако команда обнаружила, что комбинация всех измерений тела была высоко предсказательной даже для тонких различий в образе жизни и функции экосистемы у всех видов.

Первый автор исследования доктор Алекс Пигот из Департамента генетики, эволюции и окружающей среды UCL сказал: "Наши результаты предполагают, что эволюция — это предсказуемый процесс. Если бы мы 'перезапустили плёнку жизни', то эволюция, вероятно, снова привела бы к появлению организмов, очень похожих на тех, что мы видим сегодня".

"Возможность количественно оценить жизненно важную роль каждого животного в функционировании биосферы действительно важна для понимания последствий нынешнего кризиса вымирания и климата".

Доктор Тобайас сказал: "Связь, которую мы показываем между формой тела и функцией, имеет некоторые потенциально важные применения и прокладывает путь для использования аналогичных данных для изучения роли биоразнообразия в экосистемах".

"Например, дальнейшие исследования могут использовать нашу базу данных для прогнозирования последствий изменения климата и землепользования на функцию экосистемы и для установления соответствующих целей для охраны дикой природы".