Полярные зоны — территория сложных погодных условий. Там наблюдаются долгие холодные зимы, которые сменяются коротким летом, а солнце может не подниматься над горизонтом днями, неделями и даже месяцами.
Казалось бы, такие экстремальные условия должны отпугивать хрупких существ. Тем не менее ученым известно, что в арктических регионах обитает не менее 250 видов птиц. Одни, как полярные крачки (Sterna paradisaea), совершают миграции на большие расстояния до берегов Антарктиды, чтобы вывести потомство под «белыми ночами» и непрерывным дневным светом. Другие, вроде белых сов (Bubo scandiacus), остаются на зиму, выдерживая низкие температуры и «полярные ночи».
Ученые уже давно спорят: когда именно птицы впервые обосновались на этих негостеприимных землях? У специалистов не хватало доказательной базы, чтобы разрешить спор. Выдвигались предположения, что постоянные гнездования там начались примерно 40—50 миллионов лет назад. Наконец точку в этом вопросе поставила команда канадских и американских палеонтологов под руководством Лорен Уилсон (Lauren Wilson) из Принстонского университета в США.
Во время работ, которые Уилсон и ее коллеги проводили в геологической формации Принс-Крик на севере Аляски, исследователи обнаружили окаменелости древних птиц, как взрослых особей, так и птенцов, обитавших в «высоких» широтах. Это стало первым доказательством их гнездования за полярным кругом — самые древние следы такого поведения, найденные на сегодняшний день.
Принс-Крик — самая северная наземная экосистема, образовавшаяся 73 миллиона лет назад в поздний меловой период. В то время территория нынешней северной Аляски находилась примерно на 1000—1600 километров ближе к Северному полюсу, чем сегодня. Тогда климат, хотя и был немного теплее современного, все равно оставался суровым, с прохладным летом и долгой холодной зимой.
Палеонтологи проводили раскопки зимой при температуре минус 30 градусов Цельсия. Они извлекли образцы древней почвы из тонких слоев породы, после чего изучили их в лаборатории под микроскопом. Исследователи работали с зернами осадочных пород диаметром менее двух миллиметров.
В результате им удалось найти более 50 фрагментов древних птиц, многие из которых принадлежали птенцам или эмбрионам, еще не вылупившимся из яиц. Кости последних имеют характерную губчатую структуру, типичную для быстрорастущего молодого скелета. Находка такого материала в породах возрастом 73 миллиона лет означает только одно — в арктических регионах птицы действительно выводили потомство. Происходило это на 30 миллионов лет раньше, чем предполагалось ранее.
Материал оказался достаточно разнообразным. Остатки принадлежали трем группам древних птиц, включая представителей Ichthyornithes, Hesperornithes и ветви, которая, предположительно, привела к появлению всех современных видов — Neornithes.
Интересно, что среди находок отсутствовали кости Enantiornis — распространенной и разнообразной группы птиц, которая господствовала в меловом периоде по всей планете. Судя по изученным образцам, Enantiornis так и не смогли или не успели колонизировать арктические регионы. Вероятно, они не обладали уникальной эволюционной адаптацией, позволяющей выживать в суровых условиях, в отличие от Ichthyornithes, Hesperornithes и Neornithes.
Отметим, фрагменты, которые обнаружила команда Уилсон, слишком маленькие. То есть, по ним невозможно точно установить, действительно ли эти древние птицы жили на севере современной Аляски круглый год или они прилетали туда летом для выведения потомства. Однако сам факт гнездования — важный пазл в палеонтологической мозаике, который радикально меняет временные рамки освоения птицами «высоких» широт.
Научная работа опубликована в журнале Science.