Округлая или вытянутая форма яйца зависит от того, любит ли птица летать.
Птичьи яйца трудно с чем-то перепутать, однако внешний вид у них все-таки весьма разнообразен. И если с окраской все более-менее понятно – цвет скорлупы делает яйца незаметными, кроме того, от окраски часто зависит, как быстро яйцо будет остывать без родителей – то с формой такой ясности уже нет.
А по форме яйца у разных видов могут отличаться довольно сильно, например, у куликов яйца с одного конца довольно сильно сужаются, так что становятся похожи на грушу, у сов яйца шарообразные и напоминают теннисные мячи, а у колибри они в форме фасолины. Функция у всех яиц одна – защищать и питать птенца во время его эмбрионального развития; значит, разнообразие форм возникло по какой-то посторонней причине.
Мэри Стоддарт (Mary Stoddard) из Принстонского университета и Лакшминараянан Махадеван (Lakshminarayanan Mahadevan) из
Гарварда вместе с коллегами из других научных центров проанализировали геометрическую форму у почти 50 000 яиц, принадлежащих 1400 видам пернатых. Исследователи даже разработали специальную программу, с помощью которой можно было точно определить, насколько то или иное яйцо отличается от идеального шара.
Яйца, как мы сказали, бывают очень разные, сильно вытянутые, не сильно вытянутые, с заостренным концом и т. д., и различные геометрические особенности по-разному комбинируются друг с другом. Однако, как оказалось, на свете нет яиц, который были бы короткие и заостренные – то есть ни одна птица не откладывает яйца, похожие на воздушный шар.
Форма яйца на самом деле зависит не от скорлупы самой по себе, а от мягкой мембраны – подскорлуповой оболочки, которая сначала и заключает в себе все содержимое яйца; скорлупа появляется позже, когда яйцо уже сформировалось. В мембране есть участки более толстые и менее толстые, где-то она растягивается сильнее, где-то слабее – и все для того, чтобы быть достаточно прочной, чтобы выдержать давление изнутри яйца, когда оно растет и набухает в половых путях птицы. Как показали расчеты, для этого подходят самые разные геометрические формы. Однако в теории выходило, что одним из таких решений вполне могла быть и форма воздушного шара, между тем, как мы сказали, в природе таких яиц нет.
Тогда исследователи попробовали сравнить яйца с поведением птиц. Среди тысячи видов, которых выбрали для анализа, удалось выделить несколько групп с яйцами схожей формы. Однако не было никакой связи между формой и типом гнезда, или выбором места для гнездования, или количеством яиц в кладке (хотя и то, и другое, и третье раньше часто выдвигали в качестве объяснения разнообразия яичной геометрии). Совпадение обнаружилось в другом: оказалось, что форма яиц часто соответствует параметрам крыла, соотношению его длины и ширины.
Длина и ширина крыла определяют характер полета – иными словами, геометрия яиц зависела от того, как птица летает. У тех, кто летает хорошо и много времени проводит в воздухе (вроде альбатросов и колибри), яйца вытянутые и асимметричные; если же птицы поднимаются в воздух неохотно, много времени проводят на земле или перелетая на небольшие расстояния с куста на куст и с дерева на дерево (как, например, африканские питты и трогоны), то их яйца будут более округлыми. Чтобы спокойно отложить округлое яйцо, нужен широкий яйцевод и широкий таз, но если мы хотим быстро летать и маневрировать в полете, тело должно быть легким и вытянутым, и широкий таз тут совсем не к месту. (Надо полагать, то же относится к птицам, которые много плавают и ныряют – им ведь тоже нужна узкая, обтекаемая форма тела.)
То есть разнообразные комбинации вытянутости и остроконечности – это все результаты попыток соединить необходимость узкого яйцевода с необходимостью снабдить яйцо достаточным объемом питательных веществ. Сочетание же шарообразной формы с острым концом (как у пресловутого воздушного шара) оказывается бессмысленным – остроконечность дает преимущество только в том случае, если яйцо будет еще и вытянутым; если же птица летает мало и потому может позволить себе шарообразные яйца, то острый конец тут будет просто невыгоден, потому что уменьшит объем яйца.
Результаты исследований опубликованы в Science.
