Палеонтологи рассказали о динозаврах-тероподах, которым приходилось сбрасывать зубы при взрослении. До сих пор ничего подобного не было известно ни про древних, ни про современных рептилий.

Limusaurus inextricabilisРезультаты исследования, проведенного китайскими учеными, опубликованы в журнале Current Biology.

Известно, что некоторые рыбы и амфибии по мере взросления сбрасывают зубы. Но считалось, что это не свойственно рептилиям. Однако авторы статьи показали, что отдельные виды динозавров тоже могли прибегать к сбрасыванию зубов. Во всяком случае, так делал динозавр Limusaurus inextricabilis из группы цератозавров.

Кости этого существа были найдены в позднеюрских отложениях северо-западного Китая, причем изначально ученые приняли их за два вида – один маленький и с зубами, другой покрупнее и беззубый. Однако дальнейший анализ показал, что по другим параметрам эти динозавры не отличаются, так что их надо считать разными жизненными стадиями одного и того же вида.

Всего в руки авторов статьи попало 19 скелетов Limusaurus inextricabilis, так что они смогли проследить его развитие с менее чем годовалого до десятилетнего возраста. Ученые сделали вывод, что в молодости эти динозавры были всеядными и не брезговали мясом, тогда как во взрослом возрасте их челюсти после выпадения зубов превращались в подобие клюва, который использовался для перемалывания растительной пищи.

Скорее всего, подобная смена рациона сопровождалась у динозавра также перестройкой пищеварительной системы. В дальнейшем исследователи надеются пролить свет и на этот вопрос.

Источник: infox.ru

Эволюционные биологи из Гарвардского университета (США), под руководством профессора Архата Абжанова (Arhat Abzhanov) и его студента Бхарта-Аньяна Бхуллара (Bhart-Anjan Bhullar) выделили два основных гена, отвечающие за формирование клюва у птиц, и разобрались в механизме их действия. Об этом авторы открытия пишут в своей статье в журнале Evolution, которую пересказывает сайт журнала Science.

Птица-тинаму (снизу) и динозавр-анхиорнис (сверху)Клюв имеет для птиц огромное значение: в то время, как их передние конечности превратились в крылья и лишились пальцев и когтей, он служит одновременно и «рукой», с помощью которой можно брать предметы, и большим когтем — мощным оружием. Чтобы выяснить, как это приспособление возникло, Абжанов и Бхуллар использовали принципиально новый подход на стыке палеонтологии, эволюционной биологии и генетики.

На первом этапе ученые из Гарварда собрали сотни сделанных под разными углами снимков черепов динозавров, современных рептилий и птиц. Для каждого черепа в итоге составлялось виртуальное 3D-изображение, эти изображения затем сравнивались друг с другом. Благодаря этому было установлено, что главную роль в формировании клюва имеет пара костей, которые называются премаксиллярными. У рептилий, таких, как аллигаторы, они маленькие, обособленные друг от друга и формируют конец морды. Зато у птиц они сильно удлинены и сращены друг с другом, благодаря чему и формируется верхняя, более крупная часть клюва.

Слева - черенормальной курицы, в середине - череп курицезавра, справа - черепаллигатораДалее американские биологи проанализировали более ранние работы своих коллег, в которых изучались гены, ответственные за развитие этих костей. Таковых оказалось два. Первый, фактор роста фибросластов 8 (Fgf8), активируется у эмбрионов цыплят в возрасте 3 дней, когда у них формируется передняя часть лица. Второй ген, называемый WNT, на следующем этапе развития запускает у птиц бурное деление клеток в середине лица, где находятся и премаксиллярные кости. Показательно, что у эмбрионов рептилий и млекопитающих WNT, напротив, активен по краям лица, а не в его середине.

Финальной стадией работы стал эксперимент, в котором ученые с помощью специальных веществ-ингибиторов «отключили» действие генов Fgf8 и WNT у эмбрионов цыплят. В результате у них развились не клювы, а рыла, как у аллигаторов. Кроме того, небная кость, которая у птиц очень маленькая, чтобы не мешать клюву открываться вверх, у обработанных ингибиторами цыплячих эмбрионов разрослась в стороны и срослась с окружающими костями — опять же, как у рептилий и млекопитающих.

Абжанов и Бхуллар сделали вывод о том, что именно гены Fgf8 и WNT играют ключевую роль в формировании у птиц клюва. Правда, с ними не согласен Ральф Маркуцио (Ralph Marcucio) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско. В 2009 г. он поставил серию опытов, из результатов которой следует, что эту функцию на самом деле выполняет другой ген, SHH. Чтобы разрешить этот спор, потребуются дальнейшие исследования.

Источник: Научная Россия

С точки зрения классической науки, легкие и прочные кератиновые клювы появились у птиц, заменив тяжелые и громоздкие зубы в ходе адаптации к полету. Но зачем были нужны клювы многотонным растительноядным динозаврам, не задумывавшимся о небе даже в самых сладких снах?

Голова Erlikosaurus andrewsi Разобраться в этом решила международная группа ученых, изучавшая череп Erlikosaurus andrewsi – растительноядного теризинозавра, жившего 90 млн лет назад на территории современной Монголии. По некоторым данным, морды этих четырехметровых ящеров были покрыты кератиновыми клювами, и палеонтологи использовали череп эрликозавра как ключ к своему вопросу.

Прибегнув к трехмерной компьютерной томографии, исследователи получили цифровую модель черепа и принялись всесторонне ее изучать. "Нам удалось очень точно рассчитать, как укус и мышечные усилия влияют на череп эрликозавра в процессе жевания, –рассказала палеонтолог Бристольского университета Эмили Рейфилд. – Исследование продемонстрировало огромную важность мягких тканей, в том числе ороговевшего клюва, который обычно не сохраняется в ископаемом состоянии".

Главным предназначением клюва у растительноядных ящеров оказалось укрепление черепа – благодаря слою твердого кератина костяной каркас черепа становился менее восприимчив к изгибу и деформации, возникавшим при напряжении жевательных мышц и пережевывании грубой жесткой пищи. "Роговые клювы были очень полезны для стабилизации черепа при укусе и жевании", – подчеркнул ведущий автор исследования Стефан Лаутеншлагер из Бристольского университета.

Другой автор, Лоуренс Уитмер из университета Огайо, отметил, что, по всей вероятности, клювы развивались у рептилий несколько раз, причем обычно это приводило к частичной или даже полной потере зубов. "Кератиновое покрытие клювов представляло собой функциональную инновацию в процессе эволюции динозавров", – сообщил Уитмер.

Согласно предыдущим исследованиям этого вопроса, появление клювов существенно расширяло диапазон питания ящеров, помогая некоторым динозаврам переориентироваться с плотоядной на растительную диету, напоминает NBC News.

Истчоник: PaleoNews

Проблема геомагнитной чувствительности у птиц не даёт покоя исследователям — считается, что птицы могут ориентироваться по магнитным полям, но никто не знает, как. Чтобы чувствовать магнитное поле, нужны специальные рецепторы и нервы, которые связывали бы такие рецепторы с мозгом.

У тростниковых камышовок магнитная карта местности, по-видимому, хранится в клюве. (Фото Nigel Blake, 2 million views Thankyou!.) Сначала все думали, что эти рецепторы находятся в клюве, так как он содержит много железа, и что информация от магниточувствительного клюва передаётся по тройничному нерву. Затем, однако, по теории «магнитного клюва» был нанесён мощный удар: в одном из экспериментов у птиц перерезали тройничный нерв, но, несмотря на это, они по-прежнему чувствовали магнитные полюса. Кроме того, железо в клюве вообще объявили следствием того, что тут просто накапливаются эритроциты, и ни к каким магнитным рецепторам это железо не имеет ни малейшего отношения.

Но сторонники «магнитного клюва» не сдались — по их мнению, клюв всё равно играет какую-то роль в магнитном чувстве пернатых. И новые исследования, кажется, подтверждают это. Группа учёных из Университета Ольденбурга (Германия) вместе Зоологическим институтом РАН повторила опыт с рассечением тройничного нерва на тростниковых камышовках. Несколько десятков птиц были отловлены около Калининграда; им сделали операцию, после которой тройничный нерв переставал чувствовать клюв; затем пернатых выпустили, но проследили, куда они полетят. 

Каждую весну камышовки летят через Калининградскую область на северо-восток, в Скандинавию, где у них начинается брачный сезон. Птицы преодолевают 1 000 километров, и без ориентировки тут не обойтись — в том числе с помощью пресловутого геомагнитного чувства. Однако на сей раз пойманным пернатым пришлось продолжить путь совсем не из Калининграда — исследователи выпустили их на 1 000 км восточнее. Если птицы и запоминают силовые линии магнитного поля, то теперь они оказались в местности, где геомагнитная карта была им совершенно незнакома. 

И тут оказалось, что прооперированные камышовки забыли свою магнитную карту, ибо они всё равно продолжали лететь на северо-восток, сообщают авторы работы в веб-журнале PLoS ONE. Те, у кого нерв остался неповреждённым, двинулись на северо-запад, скорректировав маршрут в связи с «чрезвычайными обстоятельствами». 

Отсюда можно сделать вывод, что геомагнитная навигация у птиц всё-таки зависит от клюва, однако авторы вводят более тонкое различие: по их словам, от клюва (и от тройничного нерва, с клювом связанного) зависит картирование местности, запоминание магнитного ландшафта. Что же до собственно компаса, который указывал птицам, где север, где юг, то этот орган находится, скорее всего, в другом месте. 

Правда, чтобы клюв работал таким образом, у него всё равно должны быть магнитные рецепторы. И, как поясняет Дмитрий Кишкишев, один из авторов этого исследования, сейчас предстоит эти рецепторы найти. Что представляется сложной задачей, так как тройничный нерв разбегается в клюве на несколько ответвлений, и магниторецепторы могут находиться на конце любого из них. 

И тут нельзя не вспомнить другую недавнюю работу, в которой сообщалось о потенциальных магниторецепторах в птичьих ушах. Однако и в случае с ушными клетками, в которых обнаружили магниточувствительные шарики, можно говорить лишь о более-менее вероятных кандидатах на роль таких рецепторов. Так что спор о том, чем именно птицы чувствуют магнитное поле — клювом, ушами или ещё каким органом, — весьма далёк от завершения.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Американские исследователи представили доказательства того, что появление клюва у динозавров было важным эволюционным преимуществом.

Четыре из девяноста видов тероподов, рассмотренных в исследовании. Все они жили в начале мелового периода. Слева — мясоеды. (Иллюстрация авторов работы.) Этот, казалось бы, простой инструмент в действительности можно сравнить со швейцарским ножом: он подходит для самой разной деятельности и самых разных видов питания (орехи, плоды, листья, мясо). Благодаря ему тероподы получили доступ к новым для себя продуктам и видам поведения.

Линдси Занно и Питер Маковицкий из Музея естественной истории им. Филда (Чикаго) пришли к такому выводу, обобщив данные о рационе тероподов. «Хищники всегда распространены меньше, чем травоядные, поскольку по мере продвижения вверх по пищевой цепи количество продовольствия убывает, — поясняет г-жа Занно. — Травоядным требуются тонны растительного материала, а хищникам — множество травоядных».

Поэтому, по мнению учёных, многим тираннозаврам и их родственникам приходилось довольствоваться вегетарианской диетой. Об этом свидетельствуют ископаемый навоз, содержимое желудка, зубы и проч.

Исследователи выявили около двух десятков анатомических особенностей, которые связаны с растительной диетой. Это не только появление клюва, но и выпадение зубов, возникновение листо- и клинообразных зубов, наличие несколько типов зубов у одного животного, удлинение зубов (резцы грызунов) и шеи.

Линдси Занно и Питер Маковицкий полагают, что клювы развивались у тероподов как минимум по пяти различным эволюционным линиям. Они появились и у других динозавров — цератопсов и гадрозавров. Любопытно, что при этом никого из них нельзя назвать непосредственным предком птиц, ибо первые птицы были зубасты.

Специалисты пришли к выводу, что предком птиц, скорее всего, были некие всеядные существа. Это мнение поднимает ряд интересных вопросов. Означает ли это, что переход к вегетарианству стал причиной появления способности к парению и полёту?

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Орнитологи из Оксфорда (Великобритания), изучив клювы птиц-печников, усомнились в истинности одного из главных принципов видообразования, гласящего, что новые виды возникают тогда, когда предковая популяция оказывается разделённой. Например, если посередине ареала вдруг возникает река или гора либо появляется ещё какое-нибудь географическое или экологическое препятствие, которое невозможно преодолеть. В этом случае части популяции, оказавшись разделёнными, начинают вариться, так сказать, в собственном генетическом соку, эволюционируют порознь — и в итоге одна из них превращается в новый вид.

Печник в гнезде (фото Flávio Cruvinel Brandão)На печниках это правило было бы проверить легко: их существует множество видов, и эволюционную историю последних можно проследить по формам клювов. Так, среди печников есть виды с необычайно длинным и изогнутым клювом. Такая форма очень удобна для того, чтобы вытаскивать насекомых из-под коры, из расщелин и т. д. Виды с похожими клювами, очевидно, находятся в близком родстве. Исследователи проанализировали распространение родственных печников и пришли к выводу, что они делили территорию, чтобы не конкурировать друг с другом. Разбегание видов обусловливалось в первую очередь борьбой за пищевые ресурсы, а не возникновением труднопреодолимых преград.

Сидя на одной территории, два близких вида вынуждены делить одну и ту же кормовую базу. В такой ситуации сестринскому виду нужно искать себе новый ареал. Виды могли бы воссоединиться, но для этого нужно или очень много еды, или чтобы один из них нашёл себе нишу, хотя бы чуть-чуть отличающуюся от ниши собрата. На то, чтобы найти индивидуальную нишу, требуется какой-то срок, и за это время между видами может встать та самая географическая или климатическая преграда. То есть такая преграда скорее окончательно закрепляет разделение видов, но не является его причиной. Хотя возможно, что это лишь один из вариантов развития событий, который имел популярность только у некоторых групп животных — например, у печников.

Результаты исследования опубликованы в журнале Ecology Letters.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Клюв работает у пернатых этаким радиатором: у особей, живущих в жарких областях, он почти вдвое увеличивается в размерах и служит для охлаждения тела — подобно ушам у зайца или вываленному языку у псов.

Саванная овсянка, одна из обитательниц солончаковых болот (фото backroadshutterbug)Орнитологи и экологи из Смитсоновского института (США) провели исследование среди овсянок, обитающих на солончаковых болотах на востоке и западе Северной Америки и на северной части побережья Мексиканского залива. Все болота, попавшие в поле зрения учёных, были похожи друг на друга, с той только разницей, что у них очень сильно различались летние температуры. Исследователей интересовало, как изменения в облике птиц будут отражать изменение одного климатического параметра; всего было осмотрено 1 380 особей из 10 видов.

Как пишут учёные в журнале Ecography, им удалось заметить следующую закономерность: чем жарче среда обитания — тем больше и длиннее клюв.

Клюв выполняет роль радиатора: кровь, накачивающаяся в его ткани, понижает температуру тела. Очевидно, что в летнюю жару увеличенная поверхность клюва приходится очень кстати. По словам исследователей, размеры клюва одного и того же вида могут различаться едва ли не вдвое, если сравнивать самых «холодостойких» и самых «теплолюбивых» особей.

В экологии существует известное правило: животные используют выступающие части тела для охлаждения организма. Такими «выступающими частями» могут быть ласты тюленя, уши у зайца или индюшиные «серьги»; кровоток в них увеличен, что позволяет легко сбить температуру и при этом не потерять путём испарения ценную воду (что особенно важно для тех, кто живёт в жарких и засушливых районах). В то же время, чем холоднее вокруг, тем короче и скромнее у животного его потенциальные «радиаторы» — уши, конечности и т. п.

Солончаковые овсянки продемонстрировали полное согласие с этими экологическими правилами, хотя мысль о том, что птицы используют в жару клюв примерно так же, как собаки свой язык, кажется довольно необычной.

Источник:  КОМПЬЮЛЕНТА