Крылатое прошлое страуса: как предки нелетающих птиц покорили мир
Десятилетиями ученые бились над загадкой, как крупные нелетающие птицы — страусы, эму, казуары, киви и нанду — оказались на изолированных континентах: в Африке, Австралии, Южной Америке и Новой Зеландии. Все эти птицы относятся к древней группе палеогнатов (страусовые), и долгое время господствовала теория, что их распространение объясняется расколом древнего суперконтинента Гондваны около 160 миллионов лет назад. Согласно этой версии, предки этих птиц уже жили на Гондване, а после ее разделения эволюционировали в изоляции на образовавшихся континентах.
Однако генетические исследования опровергли эту гипотезу, показав, что эволюционное разделение между видами палеогнатов произошло значительно позже, чем географическое разделение континентов. Это означало, что для объяснения их распространения требуется иная теория. Ответ на эту загадку был найден благодаря изучению окаменелостей древнейших известных палеогнатов — группы литорнитид, живших в палеогеновый период от 66 до 23 миллионов лет назад.
Ключевым доказательством стала прекрасно сохранившаяся окаменелость птицы Lithornis promiscuus, обнаруженная в Вайоминге (штат на западе США). Ее уникальная сохранность позволила исследователям под руководством Клары Видриг из Смитсоновского национального музея естественной истории детально проанализировать строение скелета, в частности грудины — кости, к которой крепятся летательные мышцы. Анализ показал, что литорнис не просто был способен к полету, а являлся сильным летуном.
В отличие от своего современного родственника тинаму, который полагается на короткие анаэробные рывки, чтобы спастись от хищников, литорнис обладал скелетными особенностями, характерными для птиц с аэробным, то есть продолжительным, полетом. Он мог либо непрерывно махать крыльями, либо планировать на большие расстояния, что делало его способным к преодолению значительных географических барьеров, таких как моря и океаны.
Таким образом, разгадка заключается в том, что древние предки современных нелетающих больших птиц умели летать. Именно эти летающие предки, подобные литорнису, самостоятельно расселились по будущим континентам. Позже, уже на изолированных территориях, их потомки утратили способность к полету.
Ученые выделяют два основных условия для такой утраты: возможность добывать всю пищу на земле и отсутствие серьезных наземных хищников. Эти условия сложились после вымирания динозавров около 65 миллионов лет назад. Исчезновение крупных хищников и конкуренция со стороны лишь мелких млекопитающих дали птицам возможность отказаться от энергозатратного полета. Впоследствии, по мере эволюции новых хищников-млекопитающих, палеогнаты адаптировались другими способами: одни, как страусы и нанду, развили невероятную скорость бега, а другие, как казуары, стали крупными, сильными и опасными птицами.
Эта история прекрасно иллюстрирует эволюционную теорию, известную как цикл вариабельности. Согласно ей, высокомобильные предки широко расселяются по планете, а их потомки в изолированных условиях эволюционируют в более малоподвижные или нелетающие формы. Исследование, опубликованное в журнале Biology Letters, окончательно прояснило древнюю загадку: распространение страусов по миру — это не следствие дрейфа континентов, а наследие их летающих предков, когда-то освоивших небо.