Ученые объяснили форму птичьих яиц

Форма птичьего яйца знакома и понятна людям из любой части мира – округлая, заостренная с одного конца и тупая с другого, она давно интригует естествоиспытателей. Объяснить такую форму пытался еще Аристотель, а Джонатан Свифт построил вокруг нее целый межгосударственный конфликт среди лилипутов. Современным детям часто говорят, что такая форма не позволяет яйцу укатиться слишком далеко от гнезда.

Надо сказать, что при соблюдении одинаковых общих принципов у разных видов птиц форма яиц может заметно отличаться, от почти круглых у сов до сильно вытянутых у колибри. Объяснить разом и сходства, и различия этих форм удалось команде принстонского биолога Мэри Стоддард (Mary Stoddard). Их статью публикует журнал Science.

Авторы воспользовались роскошной коллекцией птичьих яиц и гнезд, хранящейся в Музее зоологии позвоночных в Беркли. Оцифрованные снимки яиц более чем 1400 видов птиц выложены в Интернет, и Мэри Стоддард с коллегами оставалось лишь написать программу, которая распознает их на фотографиях и быстро определяет точную длину, ширину и форму.

Программа Eggxtractor проделала это автоматически для почти 50 тыс. яиц из онлайн-коллекции музея и рассчитала «вытянутость» каждого – коэффициент эллиптичности, показывающий, насколько далеко оно от идеальной сферической формы. Авторы получили нечто вроде «карты», на которой яйца птиц разных видов распределены в зависимости от величины этого коэффициента, а также от степени заостренности – разницы между тупым и острым концом.

Ученым долго не удавалось определить другие признаки, характерные для птиц, несущих яйца той или иной формы. Она слабо коррелировала и с типом гнезда, и с численностью потомства, как предполагали некоторые гипотезы. Однако в конце концов такой признак нашелся: форма крыла, которая связана с необходимостью в активном полете. Виды, чаще и дальше летающие, несут более вытянутые и остроконечные яйца. Те, кто летает лишь изредка, несут округлые.

Ученые предполагают, что такая форма позволяет активно летающим птицам лучше поддерживать аэродинамику полета и сохранять подходящую для этого форму тела. Более широкая и округлая форма требует более широкого тазового пояса для родов (при сохранении того же объема яйца), что могло бы не лучшим образом сказаться на летательных способностях птицы. И общий план птичьего яйца, и вариации его формы связаны не с гнездом и не с местом гнездования, а с полетом и с законами аэродинамики.

Задается эта форма не скорлупой, а лежащей под ней мембраной, точнее говоря, ее толщиной и натяжением на разных участках формирующегося яйца. Чтобы продемонстрировать это, Мэри Стоддард и ее коллеги создали компьютерную модель, в которой, варьируя эти параметры, смогли получить «птичьи яйца» всех природных форм, от круглых до остроконечных.