Предки страусов и эму были способны к дальним перелётам. Вот как мы это выяснили

Помимо эстетического удовольствия, полёт птиц считается символом свободы и источником вдохновения для создания летательных аппаратов. Это делает птиц, отказавшихся от полёта в пользу наземного образа жизни, особенно интригующими.

В нашем новом исследовании окаменелости птицы возрастом 56 миллионов лет мы с коллегами показали, что далёкие предки страусов и других крупных нелетающих птиц когда-то преодолевали огромные расстояния в полёте.

Многие нелетающие птицы относятся к Palaeognathae — таксономической группе, включающей страусов, нанду, эму, казуаров, киви, а также тинаму Центральной и Южной Америки.

В отличие от своих крупных нелетающих родственников, тинаму умеют летать, но недалеко. Они проводят большую часть жизни на земле и взлетают, только если их вспугнет хищник. Этот тип полёта, известный как взрывной полёт, знаком многим.

Тот факт, что палеогнаты (летающие или нет) встречаются на разных континентах — Южной Америке, Африке, Австралии и Новой Зеландии — долгое время было сложно объяснить.

Когда в 1960-х годах широкое признание получила теория тектоники плит, появилось возможное объяснение. Все континенты когда-то были объединены в суперконтинент Пангея, который начал медленно распадаться около 200 миллионов лет назад. Учёные предположили, что разные популяции нелетающих палеогнат могли просто "разъехаться" вместе с континентами, на которых они жили.

Однако эта теория была опровергнута по двум причинам:

1. Летающие тинаму генетически ближе к некоторым нелетающим палеогнатам, чем к другим. Это означает, что страусы, нанду, эму, казуары и киви не имели общего нелетающего предка. Вместо этого, в замечательном случае параллельной эволюции, они утратили способность к полёту независимо друг от друга.
2. Генетические исследования показывают, что линии палеогнат начали разделяться через много миллионов лет после распада Пангеи — слишком поздно для теории континентального дрейфа.

Это означает, что палеогнаты должны были попасть в Южную Америку, Африку, Австралию и Новую Зеландию самостоятельно. Тинаму, способные лишь на короткие перелёты, не могли пересечь океан. Но как насчёт древних палеогнат? Могли ли предки современных палеогнат совершать такие долгие путешествия?

В коллекциях Национального музея естественной истории Смитсоновского института в Вашингтоне хранится почти идеально сохранившаяся грудина (sternum) древнего палеогната Lithornis promiscuus, жившего 56 миллионов лет назад. Это была довольно крупная птица, размером с серую цаплю.

Поскольку грудина — ключевой элемент скелета для определения стиля полёта птицы, эта окаменелость была нашим лучшим шансом выяснить возможности древней птицы.

Используя метод геометрической морфометрии, мы сравнили форму грудины Lithornis с грудинами более 150 видов современных птиц. Наши результаты показывают, что Lithornis не был взрывным летуном, как современные тинаму. Вместо этого его грудина по форме наиболее похожа на грудины птиц, преодолевающих огромные расстояния, таких как цапли. Это означает, что в отличие от своих современных родственников, Lithornis и другие древние палеогнаты были способны к межконтинентальным перелётам и могли основать новые популяции на разных континентах.

Почему эти птицы неоднократно утрачивали способность к полёту?

Независимо от того, насколько прекрасным мы считаем полёт, он требует больших затрат энергии. Если вид птиц оказывается в ситуации, когда всю пищу можно найти на земле и не нужно летать, чтобы спастись от хищников, он, вероятно, эволюционирует в сторону нелетающего.

В наше время такие условия встречаются в основном на островах, самым известным примером, пожалуй, является додо. Додо был нелетающей птицей, обитавшей на Маврикии до своего вымирания в 160-х годах.

У додо не было естественных хищников до прибытия людей в конце 150-х годов (которые привезли с собой других животных, включая крыс). Это означало, что додо не выработали реакцию страха, и есть записи о том, как они безбоязненно приближались к людям.

Во времена Lithornis и его родственников мир был совсем другим. Всего за несколько миллионов лет до этого вымерли динозавры. В отсутствие крупных хищников птицы были в безопасности на земле даже на континентах. А благодаря специализированному органу на кончике клюва и острому обонянию, Lithornis был хорошо приспособлен для поиска пищи в почве, поэтому ему не нужно было летать на деревья.

Таким образом, древние палеогнаты повсюду в мире были обречены на утрату способности к полёту или её снижение. Новые хищники-млекопитающие эволюционировали медленно, в течение миллионов лет, давая этим нелетающим птицам достаточно времени, чтобы выработать новые способы побега и защиты.

После вымирания этих предков-дальних мигрантов нам осталось лишь загадочное распределение этих птиц, объяснить которое смогла только летопись окаменелостей.