Древняя яичная скорлупа позволяет раскрыть происхождение вымерших птиц-слонов
Более 1200 лет назад нелетающие птицы-слоны бродили по острову Мадагаскар и откладывали яйца размером с футбольный мяч. Хотя эти страусоподобные гиганты уже вымерли, новое исследование Калифорнийского университета в Боулдере и Университета Кертина в Австралии показывает, что остатки их яичной скорлупы содержат ценные сведения об их пребывании на Земле.
Опубликованное в Nature Communications исследование описывает открытие ранее неизвестной отдельной линии птиц-слонов, которые бродили по влажным лесным ландшафтам на северо-восточной стороне Мадагаскара — открытие, сделанное без доступа к каким-либо скелетным останкам.
Это первый случай, когда новая линия слоновых птиц была идентифицирована только по древней яичной скорлупе, что является новаторским достижением, которое позволит ученым больше узнать о разнообразии птиц, которые когда-то бродили по миру, и о том, почему так много вымерло в прошлом.
«Это первый случай, когда таксономическая идентификация была получена из яичной скорлупы слоновой птицы, и это открывает область, о которой раньше никто и подумать не мог. Возможно, это еще один способ заглянуть в прошлое и спросить: «Было ли у птиц больше разнообразия, чем мы знаем?», - сказал один из авторов исследования профессор Гиффорд Миллер из Калифорнийского университета.
Подобно маленькому континенту, Мадагаскар был отделен от Африки и соседних континентов глубокими водами океана в течение как минимум 60 миллионов лет. Эта геология позволила эволюции выйти из-под контроля, производя лемуров, слоновых птиц и все виды животных, которых нет больше нигде на планете.
Для полинезийцев, прибывших сюда около 2000 лет назад, самая крупная из птиц-слонов, Эпиорнис, представляла собой пернатый ужас: ростом под три метра, весом в полтонны каждая, снабженная острым клювом и смертоносным оружием в виде когтей на ногах, это было самое крупное наземное животное Мадагаскара.
Из-за ограниченного количества скелетных остатков и того факта, что костная ДНК быстро разлагается в теплых и влажных местах, до недавнего времени было неизвестно, какое место птицы занимают в эволюционном древе. Большинство ученых знали, что они были частью семейства нелетающих ратитов, генетической сестрой новозеландского киви, самого маленького из ныне живущих бескилевых.
Однако ДНК древней яичной скорлупы подтвердила не только то, где птицы-слоны сидят на этом дереве, но и рассказала больше о разнообразии внутри родословной.
«Хотя мы обнаружили, что на юге Мадагаскара во время их исчезновения обитало меньше видов, мы также обнаружили новое разнообразие на крайнем севере Мадагаскара. Эти находки — важный шаг вперед в понимании сложной истории этих загадочных птиц. На удивление много можно узнать из яичной скорлупы», - сказала ведущий автор исследования Алисия Грили из Университета Кертина в Австралии.
Миллер более 20 лет анализирует остатки яичной скорлупы в Австралии и по всему миру — он один из немногих ученых, изучающих эти фрагменты. Итак, в 2005 году, когда он получил 25 000 долларов в рамках премии Геологического общества Америки в Истербруке как выдающегося ученого, Миллер собрал небольшую команду для изучения эволюционно неуловимой птицы-слона.
В 2006 году команда начала собирать скорлупу яиц слоновых птиц в засушливой южной части острова. Когда независимый исследователь использовал фрагменты костей, чтобы решить эту эволюционную загадку, прежде чем они смогли это сделать, команда Миллера и Грили обратила свое внимание на влажную лесистую северную часть острова, надеясь лучше понять птицу в другом биоме.
Используя спутниковые снимки высокого разрешения, команда разведала места, где ветры унесли песок и обнажили древние яичные скорлупы. В настоящее время на острове нет птиц подобного размера, поэтому треснувшие части легко различимы невооруженным глазом. После того, как команда пересекла остров и собрала более 960 фрагментов древней яичной скорлупы в 291 месте, началась сложная работа: анализ древней ДНК.
Из-за своего химического состава скелеты могут иметь «дырявую» ДНК, что делает их менее подходящими для такой работы. Для сравнения, физическая химия этой толстой яичной скорлупы удерживает органическое вещество на срок до 10 000 лет и защищает ее ДНК, как это делал птенец, который когда-то рос внутри нее. Это означает, что его может быть довольно сложно извлечь для анализа.
Другая проблема заключается в поиске достаточно длинных нитей ДНК для анализа, поскольку древняя ДНК часто деградирует. В результате ученые собрали более короткие фрагменты в своего рода «генетическую головоломку», не подозревая, что это приведет их к открытию нового типа слоновой птицы.
«Наука часто продвигается неясными путями. Вы не всегда находите то, что искали. И гораздо интереснее найти то, что вы не знали, что искали», — сказал Миллер.
Если геологи, археологи и биологи смогут собрать и датировать больше фрагментов яичной скорлупы со всего мира, новаторская работа Миллера и Грили в области науки о ДНК яичной скорлупы может привести к лучшему пониманию того, почему вымерли такие крупные животные, как птица-слон после прибытия людей.
«С большим количеством небольших вкладов от целой группы людей вы действительно можете решить некоторые интересные вопросы», — сказал Миллер. «Это может открыть новый взгляд на вещи».
