Ptaki, które nie latają. Historia ich ewolucji została rozpracowana

Ponad 99 proc. ptaków potrafi latać. Ale nadal pozostaje wiele gatunków, które ewoluowały, aby stać się nielotnymi, np. pingwiny, strusie czy ptaki kiwi. W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Evolution naukowcy z Field Museum porównali pióra i ciała różnych gatunków nielotnych ptaków i ich krewnych, którzy nadal potrafią latać. Udało im się określić, które cechy zmieniają się jako pierwsze, gdy ptaki ewoluują w kierunku nielotów, a które cechy wymagają więcej czasu.

Wszystkie żyjące dziś nielotne ptaki wyewoluowały od przodków, którzy potrafili latać, a później utracili tę umiejętność. Przejście od kogoś, kto nie lata, do fruwającego ptaka jest sporym wyzwaniem.

Przejście od czegoś, co potrafi latać, do nielatania jest dość łatwe

---

Według naukowców istnieją dwa powszechne powody, dla których ptaki ewoluują w kierunku nielotności. Kiedy ptaki lądują na terenie, na którym nie ma drapieżników (w tym ssaków), które mogłyby na nie polować lub ukraść ich jaja, czasami osiedlają się tam i stopniowo przystosowują się do życia na ziemi. Nie doświadczają presji ewolucyjnej. Poza tym ciała niektórych ptaków zmieniają się, gdy ewoluują w półwodny tryb życia. Na przykład pingwiny nie potrafią latać, ale pływają zupełnie jakby „latały pod wodą”. Ich pióra i szkielety też odpowiednio zmieniają się.

Aby zrozumieć jak ewoluowała budowa ptaków zbadano skórę trzydziestu gatunków nielotnych ptaków i ich najbliższych latających krewnych. Zmierzono też różne pióra, w tym mikroskopijne struktury rozgałęzień, które je tworzą.

Naukowcy zauważyli, że kiedy ptasie zarodki rozwijają pióra, to te stają się bardziej złożone w tej samej kolejności, w jakiej te cechy piór ewoluowały u dinozaurów. Po utracie zdolności latania ptaki tracą te cechy piór w odwrotnej kolejności, w jakiej ewoluowały. To jak przebudowa domu - szybciej i łatwiej jest zmienić elementy, które zostały zamontowane na końcu, takie jak tapeta, niż zburzyć ścianę nośną i przebudować ją na coś nowego.

„Pióra to złożone struktury, które mają naprawdę dobrze zdefiniowaną sekwencję rozwojową, którą trudno zmienić. A gdy ptaki tracą zdolność latania, te cechy piór zanikają w kolejności odwrotnej do tej, w jakiej pierwotnie ewoluowały” - powiedział Saitta.

Powodem tego stanu rzeczy są tzw. “koszta”. Kiedy zwierzęta się rozwijają, potrzeba o wiele więcej energii na rozwój kości niż na rozwój piór - więc ewolucja „priorytetowo” traktuje zmianę szkieletu.

„Załóżmy, że gatunek ptaka ląduje na wyspie, gdzie może bezpiecznie żyć na ziemi i nie musi już latać. Pierwsze, co zniknie, to te duże, drogie kości i mięśnie, ale pióra są tanie, więc nie ma potrzeby, by je zmieniać” - stwierdził naukowiec.

Wnioski z tych badań mogą pomóc ustalić, czy skamieniały ptak lub upierzony dinozaur, nie należały przypadkiem do rodziny ptaków i potrafiły latać.