Про клюв

[idelson]

По невысказанной просьбе уважаемого nomen_nescio стал разбираться с происхождением клюва у птиц.

Постараюсь в виде тезисов отчитаться о проделанной работе.

Современные птицы - Neornithes - появились в начале Кайнозойской эры, 65 млн. лет назад. Но вообще-то птицы появились в конце Юрского периода, 150 млн. лет назад. Описано более 60 видов мезозойских птиц, в том числе и археоптерикс из учебника. Некоторые из них - зубастые (и, несомненно, зубастым был их общий предок), но есть и беззубые. В общей сложности у разных мезозойских птиц зубы полностью исчезали в 6 разных неродственных линиях. Роговой клюв плохо сохраняется в окаменелостях, так что о его наличии можно судить только по косвенным признакам, как-то устройство соответствующих костей. Но, по крайней мере, у нескольких птиц - не предков современных - можно с уверенностью говорить о клюве.

Картинка из [1]. Оранжевым цветом обозначено частичное исчезновение зубов, красным - полное исчезновение зубов у птиц. Наверху - хронологическая шкала.

Среди них - симпатичная птичка с шизофреническим названием Confuciusornis. Название связано с тем, что значительная часть мезозойских находок происходит из Китая, не потому, что они жили только там, а потому, что там - соответствующая геологическая формация.

Как я уже сказал, зубы исчезали у птиц в 6 неродственных линиях. К этому надо добавить еще десятки примеров, когда зубы были редуцированы и исчезали, но не полностью.

Исчезновение зубов свойственно отнюдь не только птицам: частичное или полное исчезновение зубов бывает у самых разных наземных позвоночных, и во многих случаях сопровождается появлением клюва: у многих динозавров, в том числе летучих, черепах, однопроходных млекопитающих - утконоса и ехидны, восхитительного травоядного зверя дицинодонта. У ехидны интересно: у плода внутр яйца есть специальный яичный зуб, с помощью которого от протыкает жесткую оболочку яйца, а во взрослом возрасте есть только клюв [2].

 

Тоже картинка из [1].



Летучий птерозавр Nyctosaurus


Клюв биссы - морской черепахи Eretmochelys imbricata


Дицинодонт

Причиной появления рогового клюва называют не столько облегчение тела, как я думал, а гораздо большее разнообразие формы. Клюв может быть значительно более специализирован, уж не говоря о том, что длиннее.

Что же касается клюва у современных птиц, то авторы статьи [1] связывают его повсеместное распространение с появлением другого органа - мускулистого зоба, который на иврите называют куркеван. Говорят, что современные птицы перешли к теплокровию и более активному полету. И то и другое требует значительно более интенсивного метаболизма, а значит, без измельчения пищи не обойтись.

Мы измельчаем пищу ртом со специализированными зубами и слюной, но надо помнить, что большинство зубастых позвоночных зубы используют не для этого: они у них не дифференцированы и служат только для захвата. Птицы пошли по другому пути: у них пищу пережевывает зоб, часто с гастролитами - желудочными камешками. Тогда клюв можно использовать по-другому: в качестве специализированного орудия труда. Учтите еще и отсутствие передних конечностей для хватания.

1. Louchart A, and Viriot L (2011) From snout to beak: the loss of teeth in birds. Trends Ecol. Evol. 26:663
2. Davit-Béal, T, et al. (2009) Loss of teeth and enamel in tetrapods: fossil record, genetic data and morphological adaptations. J Anat. 214:477 (link)