Понедельник, 26.10.2026, 21:02 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [793]
Снежный человек [1156]
Морские чудовища [1092]
Сухопутные твари [932]
Летающие монстры [251]
Подземные твари [61]
Динозавры,мегафауна [1692]
Теория [1276]
Акулы [275]
Бабочки [170]
Грибы [231]
Гусеницы [66]
Дельфины [183]
Ежи [38]
Жуки [122]
Зайцы [34]
Змеи [273]
Кальмары,осьминоги [206]
Киты [307]
Копытные [604]
Кораллы [165]
Кошачьи [849]
Крокодилы [115]
Крысы,мыши [377]
Летучие мыши [181]
Лягушки [217]
Медведи [353]
Медузы,моллюски [236]
Микроорганизмы [643]
Морские звезды [42]
Морские львы,тюлени [157]
Муравьи [271]
Мухи,комары [302]
Насекомые [429]
Обезьяны [745]
Пауки [353]
Пингвины [104]
Псовые [680]
Птицы [1236]
Пчелы [398]
Ракообразные [210]
Растения [667]
Рыбы [935]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [167]
Сурикаты,грызуны [327]
Тараканы [60]
Улитки [80]
Хамелеоны [19]
Черви [222]
Черепахи [138]
Ящерицы [200]

Интересное
Аномальные новости

Хроники природных катастроф

Календарь
«  Ноябрь 2021  »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930

Архив новостей

Реклама

Логотип сайта

Форма входа

Главная » 2021 » Ноябрь » 3 » Математики объяснили крючковатость клювов галапагосских вьюрков

16:39
Математики объяснили крючковатость клювов галапагосских вьюрков

Американские и британские ученые провели детальный анализ геометрии клювов галапагосских вьюрков и построили математические модели, которые описывают механические свойства клюва и механизм его роста. Механическая модель подтвердила выгодность широких и крючковатых клювов для зерноядных птиц, а модель роста определила наиболее важные факторы, которые определяют форму будущего клюва.

В будущем эти модели помогут детальнее изучить механизмы адаптивной радиации на Галапагосских островах, пишут ученые в Proceedings of the National Academy of Sciences. К группе галапагосских (или дарвиновых) вьюрков (Geospizinae) относят 14 видов птиц. Это эндемики, и все они обитают только на Галапагосских островах. Несмотря на то, что все они довольно близкие родственники — их общий предок предположительно попал на острова два–три миллиона лет назад, — эти птицы довольно сильно отличаются друг от друга и по внешнему виду, и по экологическим нишам, которые они занимают. Такое эволюционное расхождение — показательный пример адаптивной радиации: накопления морфологических изменений под влиянием изменяющихся внешних условий.

Адаптация к внешним условиям и появление у животных уникальных свойств в процессе эволюции — типичный процесс для небольших островов. Например, в замкнутых островных экосистемах птицы теряют способность летать из-за отсутствия крупных хищников, а насекомые — из-за сильных ветров.

Один из внешних признаков, по которым в процессе адаптивной радиации  заметно разошлись дарвиновы вьюрки — форма их клюва. У каждого из 14 видов свой клюв, и его форма в первую очередь связана с рационом птиц: некоторые вьюрки питаются преимущественно насекомыми, а другие — твердыми семенами. На качественном уровне связь функции клюва с его формой понятна: подвижным и тонким клювом легче ловить насекомых, а широким и мощным — легче кусать или давить семена. Однако количественно геометрию клювов и механизмы ее расхождения у близкородственных вьюрков не изучали.

Чтобы более точно описать разнообразие клювов у вьюрков, американские и британские ученые под руководством Л. Махадевана (L. Mahadevan) из Гарвардского университета провели математическую морфометрию вьюрковых клювов. С помощью компьютерной томографии ученые проанализировали клювы 15 видов вьюрков: 14 видов галапагосских вьюрков из родов Geospiza, Camarhynchus, Certhidea, Pinaroloxias, Platyspiza, а также филогенетически родственный тиарис (Tiaris bicolor).

Определяя кончик клюва как начало координат, а оси — вдоль и поперек клюва, авторы работы вывели общее параболическое уравнение для профилей клювов всех видов. Точная трехмерная форма клюва в этом уравнении задается длиной, шириной и высотой клюва, двумя радиусами кривизны (продольного среза и поперечного среза вблизи кончика клюва), а также крючковатостью клюва — этот параметр показывает, насколько быстро увеличивается кривизна клюва, если двигаться по нему в сторону кончика.

Сначала, оценив геометрические параметры профиля надклювья для каждого вьюрка, ученые связали их с рационом птиц. Например, у крупных вьюрков (например у попугайного древесного вьюрка C. psittacula или толстоклювого вьюрка P. crassirostris), которые в основном питаются зернами, — большая кривизна уже в основании клюва, а к кончику она вырастает еще больше. Такими крючковатыми клювами птицы могут сдавливать твердые плоды или с большей силой отрывать от них куски. У насекомоядных вьюрков из рода Certhidea, клюв, наоборот, более тонкий и прямой — соответственно и кривизна его поверхности поменьше. У тех вьюрков, которые питаются преимущественно жидкой пищей (например кровью, как вьюрок-вампир G. septentrionalist, или нектаром, как кактусовый земляной вьюрок G. scandens) клюв не такой прямой и острый, как у насекомоядных птиц, но и не такой широкий, как у зерноядных птиц.

Зная математическое выражение для поверхности клюва, по соотношению плечей рычага ученые оценили «механическую выгодность» каждого клюва — то есть минимальное усилие, которое нужно приложить, чтобы расколоть зерно, имея клюв заданной формы. Оказалось, что с этой точки зрения самая выигрышная форма как раз у самых толстых и крючковатых клювов — когда высота клюва примерно в два раза больше его длины: D/L≈2.

Имея на руках точный трехмерный профиль клювов вьюрков, авторы работы построили клеточную модель его роста и определили те параметры, которые влияют на его форму. Оказалось, что форму будущего клюва можно достаточно точно предсказать, если знать начальный размер зоны роста, направление роста относительно черепа птицы, а также концентрацию морфогенов, которые производят клетки в зоне роста. Соотношение скорости диффузии морфогена и скорости его деградации определяет скорость роста клюва в продольном направлении и торможение роста в поперечном направлении. Это соотношение задает кривизну будущего клюва, а сам рост в результате полностью управляется геометрическими принципами. В частности, участки роста с большей кривизной — там у клеток в зоне роста меньше соседей, — по такой модели будут расти медленнее.

Таким образом, изменения этих двух параметров уже достаточно, чтобы у клюва в итоге сформировалась одна из тех форм, которые наблюдаются у галапагосских вьюрков в природе. Авторы работы надеются, что предложенная ими модель роста клюва вьюрков поможет более детально изучить процесс адаптивной радиации на Галапагосских островах, и отмечают, что эта модель может быть использована для большинства видов птиц.

Дарвиновы вьюрки — не единственная интересная группа эндемичных животных Галапагосских островов. Например, на склоне вулкана Вулф обитают розовые конолофы, крупные ящерицы, численность популяции которых всего 211 особей. А на расположенном не так далеко острове Кокос, где обитает ближайший родственник галапагосских вьюрков кокосский вьюрок Pinaroloxias inornata, живут пауки Wendilgarda galapagensis, которые умеют плести три разных вида паутины в зависимости от местонахождения: для охоты над водой, у поверхности земли и высоко над ней.

https://nplus1.ru/news/2021/11/02/finch-beaks

Категория: Птицы | Просмотров: 461 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

Подлинность съемки Паттерсона-Гимлина сомнительна (19)

Что происходит под кожей во время укуса малярийного комара (15)

Сердца самок летучих мышей забились быстрее в ответ на крики потомства (15)

Вороны приняли решение быстрее людей и макак (15)

Израильские сипухи усыновили птенца пустельги (15)

Таинственный зверь из хроник Колумба (165)

Бигфут прячется поблизости от людей (44)

Умирающие кораллы научились спасаться прикосновением к здоровым (37)

Как в Танзании слонам помогли освоить горы (41)

Крупнейшая из ныне живущих гадюкообразных смертельных змей (91)

Как змеи перекатываются по земле на высокой скорости (37)

Фотографу удалось запечатлеть редчайшего белого оленя (38)

Японские муравьи превратили свой яд в клейкую паутину (86)

Первые обладатели шеи почти не могли вертеть головой (220)

Палеонтологи нашли древнейшую нелетающую птицу (58)

Собаки соотнесли звучание выдуманных слов с геометрическими фигурами (52)

Как сказать кошке на «ее языке», что вы ее любите (57)

Как жало пчелы качает яд после отделения от тела (160)

Как мертвые слоны меняют африканскую саванну (50)

У рыб возле городов обнаружили «эффект фастфуда» (43)

Генетики прочитали ДНК плейстоценовой семги (56)

Укорочение лап помогло ездовым собакам тянуть упряжку (52)

Шмели выжили при длительном приеме однопроцентного раствора этанола (51)

Широкие шейные позвонки у птиц-ныряльщиков сработали как амортизатор (48)

Насекомые обзавелись крыльями всего один раз в истории (54)

Матери свели маленьких орангутанов с ровесниками для игр (139)

Птицы, способные кричать громче отбойного молотка (154)

Амазонский паук сам притворился зомбирующим пауков грибом (56)

Обнаружили самое выносливое пустынное растение (64)

Случайная фотография помогла описать новый вид гигантской кувшинки (58)

Выявили рост численности пчел в зоне эвакуации на «Фукусиме» (62)

Самые тяжелые животные на суше и в океане (53)

Самые ядовитые морские животные в мире (56)

Биологи «заглянули» в геном 194-летней черепахи (65)

Почему большие собаки меньше живут (59)

Приз за снимок озерного монстра по кличке Пепи (160)

Способность экосистем компенсировать исчезновение видов (64)

В Сибири нашли ранее неизвестного вымершего родственника яков (59)

Древнее насекомое назвали в честь пылесоса из «Телепузиков» (69)

У шимпанзе обнаружили разные звуки для разной еды (60)

В подводных каньонах Аргентины обнаружили 57 новых морских видов (126)

Млекопитающее, зубы у которого менялись на протяжении всей жизни (69)

Почему кошки приносят вам свою добычу (74)

Почему нельзя целовать кошек (69)

Почему нельзя убивать пауков (75)

Галактические лучи навредили сердцу крыс (64)

Западного сережчатого личинколюба впервые сняли на видео (65)

Хоры слонов оказались сигналами (65)

Змеи в городах показались людям противнее их сородичей в природе (68)

Движущиеся крылья бабочек ввели хищников в заблуждение (61)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (35460)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (24902)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (23876)

Русские монстры: от древности до наших дней (22429)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (18846)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (18019)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (17383)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (16919)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (16630)

Морского червя приняли за инопланетянина (16555)

Откуда вынырнули русалки? (16433)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (15894)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (15555)

Неведомое существо обитает в Приморье (15348)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (15315)

Логово снежного человека обнаружено в США (14874)

10 неожиданно опасных пород собак (14688)

Чупакабра добралась до Воронежской области (13975)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (13886)

Монстры океанов (13325)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (13167)

Крысы умнее, чем Google (12808)

Кракен - чудовище из морской бездны (12602)

Морской змей в Черном море (12532)

Распутывая ДНК бигфута (12506)

Когда просыпаются русалки (12487)

Львы дружески трутся друг о друга (12383)

Похороны настоящей… русалки (12161)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (12066)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (12062)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (12041)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (11973)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (11941)

Страшное насекомое замечено в Индии (11930)

Монстры уходят на глубину (11668)

Кого боятся белые акулы (11661)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (11624)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (11612)

Морские дьяволы (11298)

Хайгейтские вампиры (11211)

Проект "Криптозоология" © 2010-2026 При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна

Яндекс.Метрика