Когда пингвины отказались от полетов?

Новое исследование проливает свет на этот вопрос.

Пингвины – одни из самых известных нелетающих птиц. Их крылья предназначены для того, чтобы ловко перемещаться в холодных антарктических водах. Новое исследование помогает приблизиться к ответу на вопрос, когда пингвины отказались от полетов в пользу плавания.

Исследование окаменелостей пингвинов и геномов нынешних и недавно вымерших пингвинов выявило ряд генетических адаптаций, которые случились у птиц для ведения водного образа жизни: от зрения, чувствительного к подводным синим тонам, до генов, связанных с насыщением крови кислородом, и даже с изменениями плотности костей.

В совокупности полученные данные свидетельствуют о том, что пингвины как группа приспособились пережить некоторые серьезные изменения окружающей среды, которые происходили в течение миллионов лет.

По словам соавтора исследования Даниэля Ксепки, палеонтолога из Музея Брюса в Гринвиче, самые старые окаменелости пингвинов датируются 62 миллионами лет назад. К тому времени пингвины уже были нелетающими, хотя внешне сильно отличались от современных пингвинов. У них были более длинные ноги и клювы, а их крылья по-прежнему больше напоминали крылья, чем ласты.

По словам Ксепки, со временем эволюция создала «разношерстную команду интересных пингвинов», от пингвинов с длинными копьевидными клювами до пингвинов с красными перьями и птиц, которые были на полметра выше, чем самый крупный современный вид пингвинов – императорский.

В ходе исследования ученые оценили ископаемые доказательства наряду с геномами всех все еще живущих пингвинов и частичными геномами тех, кто вымер в течение последних нескольких сотен лет. Полученные данные свидетельствуют о том, что пингвины возникли около современной Новой Зеландии около 60 миллионов лет назад, рассеялись по Южной Америке и Антарктиде, а затем вернулись в Новую Зеландию.

По словам Ксепки, большинство ныне живущих видов разошлись друг с другом за последние 2 миллиона лет или около того. В течение этого периода Земля прошла через циклы ледниковых и межледниковых периодов, когда полярные льды расширялись и отступали.

Наступающие льды оттеснили пингвинов на север, вероятно, отрезав некоторые популяции друг от друга и позволив им идти своим собственным эволюционным путем. К тому времени, когда лед отступил, разделенные пингвины превратились в разные виды.

В Антарктиде за пингвинами следит вездесущий робот

читать

Несмотря на все изменения, через которые они прошли, у пингвинов самая низкая скорость эволюции среди всех птиц, сообщили исследователи. По словам Ксепки, это удивительно и остается необъяснимым. Обычно более крупные животные, которые размножаются относительно медленно, как, например, пингвины, имеют более низкую скорость эволюции. Однако некоторые птицы, которые крупнее пингвинов, развиваются быстрее, чем они.

Хотя эволюция пингвинов может быть сравнительно медленной, она предоставила им множество приспособлений к жизни в море и вблизи него. У них есть общий набор генов с другими нелетающими птицами, которые, вероятно, укорачивали их крылья. Также у них есть уникальные гены, которые, возможно, превратили многие мышцы в крыльях предков пингвинов в сухожилия, которые сделали их более жесткими и похожими на ласты.

Исследователи также обнаружили мутации в генах, связанных с хранением кальция, которые могут способствовать формированию плотных костей, помогающих пингвинам нырять. Эволюция также внесла много других изменений, таких как гены, связанные с накоплением жира и регулированием температуры. Одна интересная находка заключалась в том, что пингвины в начале своей эволюции утратили несколько генов, которые были связаны с перевариванием экзоскелетов ракообразных.

Это говорит о том, что ранние пингвины питались такой добычей, как рыба и кальмары. Но расширение ледяных щитов создало антарктическую экосистему, богатую крилем, мелкими ракообразными. К счастью, исследователи обнаружили, что у пингвинов появился один ген – ген CHIA, – который позволял им переваривать ракообразных.

Более 20% всех видов рептилий находятся под угрозой вымирания

читать

Ксепка отметил, что около 75% всех когда-либо живших видов пингвинов вымерли, а изменение климата может привести к исчезновению еще большего числа видов. Это особенно актуально для видов с нишевым образом жизни, таких как императорские пингвины (Aptenodytes forsteri), которые размножаются исключительно на морском льду.

По словам Ксепки, если морской лед растает, императорским пингвинам будет трудно найти места для размножения. С другой стороны, крошечные пингвины, обитающие на скалистых Галапагосских островах, живут так далеко от других земель, что им некуда бежать, если их экваториальная среда обитания станет слишком жаркой.

«Мы определенно думаем, что эти животные чувствительны к изменениям окружающей среды, и во многих случаях они уже считаются находящимися под угрозой исчезновения. В других случаях они могут стать гораздо более уязвимыми в течение следующих нескольких десятилетий», – заключает Ксепка.