Тим Беркхед - Самая совершенная вещь на свете

• Название: Самая совершенная вещь на свете
• Автор: Тим Беркхед
• Жанр: Биология
• Год: 2019
• ISBN: 978-5-389-16532-8

Птичьи яйца – важная составляющая нашей культуры, символ плодовитости, неотъемлемый атрибут религиозных верований и мифологических представлений. Издревле за яйцами охотились коллекционеры и зачастую рисковали жизнью, взбираясь по скалистым склонам в поисках уникальных экземпляров. Казалось бы, яйцо устроено очень просто – но эта простота лишь кажущаяся. Один из ведущих орнитологов современности, известный британский популяризатор науки, обладатель множества наград за исследования в области поведенческой экологии и орнитологии, Тим Беркхед делится своими уникальными знаниями и раскрывает множество тайн этого настоящего чуда природы. «Я провел лучшие годы своей жизни – полных четыре десятилетия, – изучая самых разнообразных птиц и их яйца, и моя цель – пригласить вас в совершенно невиданное путешествие. Это странствие в тайный мир птичьего яйца; это территория, куда прежде заходили лишь немногие, и ни один не двигался тем маршрутом, который запланировал я. Мы будем путешествовать с поверхности яйца к его генетическому центру и по пути станем свидетелями трех крупных событий в ходе воспроизводства потомства у птиц. Мы увидим яйцо птицы тем, что оно представляет собой на самом деле – независимой и самодостаточной системой развития эмбриона». (Тим Беркхед)

---

На том конце всего спектра форм яиц, который противоположен грушевидным яйцам кайры, можно разместить почти шарообразные яйца некоторых видов сов, тинаму и дрофы. Как объяснить это? Разве у названных птиц в перешейке нет сфинктера, о роли которого Брэдфилд рассуждает, имея в виду кур? Или, может быть, яйцо, скажем, совы непрерывно поворачивается, и потому оболочка формируется при условии, что сфинктер оказывает однородное давление по всей поверхности яйца? Мы не знаем.

У человека размеры ребенка при рождении лимитируются шириной «родового канала», то есть внутренним диаметром тазового пояса. Кесарево сечение снимает это ограничение, но до XX в., когда оно вошло в обыденную практику, слишком крупные или имеющие чересчур большую голову дети не могли выбраться и погибали, обычно вместе с матерью. Но поскольку кости человеческого черепа еще не срастаются до рождения, эта структура проявляет определенную гибкость (в буквальном смысле), что позволяет ей изменять свою форму по ходу движения плода и дает возможность родиться некоторым сравнительно большеголовым младенцам.

Различия в форме яиц могут быть обусловлены потребностью вложить в скорлупу определенный объем содержимого. Если диаметр яйца птицы ограничен (поскольку яйцевод или клоака могут растягиваться лишь до некоторого предела), как и размер головы у человеческих младенцев, то один из способов упаковать в одно яйцо побольше содержимого состоит в том, чтобы откладывать более удлиненные и более тонкие яйца.

Лучшие свидетельства в пользу такого эффекта – те виды птиц, которые откладывают особенно крупные яйца по отношению к размеру тела, например буревестники. Великий патриарх изучения буревестников, Джон Уорхэм, который умер в 2010 г., предоставляет в своей энциклопедической книге об этих пернатых всю необходимую информацию, необходимую для таких сопоставлений, – и наше предположение оказывается неверным! Яйца тех видов, которые откладывают самые крупные экземпляры – более 20 % от веса тела взрослой особи, – оказываются более, а не менее округлыми, чем у тех видов, для которых характерны яйца относительно меньшего размера{68}.

Здесь стоит отметить, что в целом более мелкие птицы откладывают относительно более крупные яйца, хотя в плане абсолютных величин их яйца крохотные. Желтоголовый королек весит 5 г, а масса каждого из его яиц не превышает 0,8 г (16 % от веса тела). Еще большую крайность мы находим у прямохвостой качурки – самой мелкой нашей[20] морской птицы, яйцо которой весом 6,8 г составляет 24 % от веса тела самки (28 г). Другую крайность представляют собой яйца, которые оказываются самыми крупными по шкале абсолютных величин, вроде яиц страуса или еще более крупной слоновой птицы с Мадагаскара, которая вымерла лишь в прошлом тысячелетии[21]. Самки этих гигантов из мира пернатых откладывают яйца, наименьшие по отношению к размеру их тела: в обоих случаях примерно 2 % от веса взрослой особи. Достаточно ясно, что ни размер, ни форма яиц у птиц не ограничены столь сильно, как в случае с головой человеческого младенца. Средний вес ребенка составляет около 7,5 фунта (3,4 кг), или 6 % от веса матери до беременности. Если бы женщинам пришлось приносить потомство весом до 24 % от собственного веса, как это происходит у прямохвостых качурок, ребенок весил бы совершенно невообразимые 30 фунтов (14 кг)! Разница состоит в том, что у птиц таз «неполный», то есть не образует костяного кольца, характерного для млекопитающих.

Из этого не следует, однако, что между строением таза и формой яйца у птиц нет никакой взаимозависимости. В 1960-е гг. Майкл Принн высказал мысль, что форма яиц подобна форме птиц, которые их откладывают: длинные и тонкие у гагар и поганок, округлые у сов, сидящих в вертикальном положении. Принн был оологом, чьи пятнадцать минут славы случились на телевикторине, где он продемонстрировал способность незаметно восстанавливать разбитую яичную скорлупу. Он был мало осведомлен в науке, и он мог знать, а мог и не знать, что двадцатью годами ранее немецкий зоолог Бернхард Ренш прокомментировал возможную взаимосвязь между формой яйца и строением таза птиц. Например, у поганок таз очень уплощен, а яйца удлиненные, тогда как хищные птицы и совы обладают прямоугольным тазом. Позднее Чарльз Диминг предположил, что форма таза едва ли может диктовать или ограничивать форму яйца, но эта часть скелета, возможно, помогает удерживать относительно крупное или коническое яйцо в нужном положении внутри скорлуповой железы, прежде чем оно будет отложено{69}.

Так можно ли приписать форме яйца то или иное приспособительное значение? Хотя уже миновали несколько веков оологического фанатизма, мы на удивление мало знаем о том, почему яйцам данного вида свойственна та или иная форма. Исключением можно считать лишь некоторые грушевидные яйца. В остальном многие орнитологи и оологи считают, что форма яиц имеет небольшое значение для эволюции{70}.

Помимо кайр и куликов, у которых яйца грушевидно-остроконечные, единственные птицы, откладывающие яйца похожей формы, – королевский и императорский пингвины, к которым мы вскоре вернемся. Мало того, что мы не знаем, почему их яйца выглядят так, но никто ни разу даже не задумался об этом. Мы не можем свалить вину за это отсутствие каких-либо предположений на антарктическую недоступность этих птиц, поскольку и сами они, и их яйца были известны путешественникам и исследователям значительно больше столетия. Я подозреваю, что раздумья на эту тему были вытеснены из умов биологов, изучающих пингвинов, некоторыми событиями, случившимися в 1911 г. во время роковой экспедиции судна Роберта Скотта «Терра Нова» в Антарктиде. В том году орнитолог Эдвард Уилсон в сопровождении Генри «Берди» Бауэрса и Эпсли Черри-Гаррарда отправился с базы Скотта на мысе Эванс за шестьдесят пять миль (95 км) к мысу Крозье на поиски размножающейся колонии императорских пингвинов. Цель Уилсона состояла в том, чтобы добыть развивающиеся яйца пингвинов, потому что предполагалось, будто их эмбрионы хранили тайну того, как птицы эволюционировали из рептилий. Императорские пингвины размножаются в середине антарктической зимы, так что путешествие к их колонии и обратно оказалось необычайно сложным. В условиях температур, падавших до –60 °C, отсутствия дневного света, метелей, потери палатки и нехватки продовольствия эти три человека едва смогли выжить. Позже Гаррард описал, что случилось тогда, в своей книге «Самое ужасное путешествие». Три из пяти собранных яиц уцелели, и эмбрионы, которые они содержали, прибыли в Британский музей. Весьма прискорбно, но все эти усилия оказались тщетными, ибо эмбрионы, как выяснилось, не скрывали никаких научных загадок. И никто тогда не задался вопросом, почему яичные скорлупки, из которых их извлекли, были такими остроконечными{71}.

Для ржанкообразных вроде бекасов и кроншнепов объяснение конической формы их яиц появилось в 1830-х гг. Уильям Хьюитсон, описывая кулика-перевозчика, который, как и другие кулики, постоянно откладывает четыре яйца, сказал следующее: «Как я уже упомянул в описании яиц пигалицы, ее яйца превосходно приспособлены своей формой и расположением в гнезде для минимально возможного покрытия; это необходимо, поскольку эти яйца, как и у всех куликов, очень крупны по отношению к размеру птицы, если сравнивать их с таковыми у большинства других видов»{72}.

Рис. 6. Расположение и количество наседных пятен у разных видов птиц. Слева направо: черный дрозд (одиночное большое пятно), грач (одиночное пятно), тонкоклювая кайра (одиночное пятно, расположенное по центру), гагарка (два наседных пятна, хотя она откладывает только одно яйцо; два расположенных по бокам пятна позволяют птице инкубировать яйцо с любого бока) и серебристая чайка (три пятна, чтобы обеспечить обогревом три яйца)

У всех видов куликов полная кладка состоит из четырех яиц, которые, будучи уложены острыми концами к центру гнезда, занимают минимум места и складываются в поверхность, плотно прилегающую к наседному пятну насиживающей птицы. Это область кожи на брюшке птицы, лишенная перьев, которая посредством усиленного притока крови снабжает яйца теплом.

Все, что орнитологи узнали позже, дало убедительные свидетельства в пользу идеи Хьюитсона: остроконечная форма яиц куликов увеличивает эффективность инкубации, потому что в контакте с наседным пятном птицы-наседки находится бо`льшая часть поверхности яиц, чем это было бы в случае шарообразности яиц. Остроконечные яйца вдобавок «обеспечивают контакт с наседным пятном площади поверхности яиц на 8 % большей, чем в случае, если бы яйца были шарообразными». Иными словами, кулики ухитряются насиживать яйца, содержимое которых на 8 % превышает «начинку» шарообразных яиц сходного размера. Это важно, поскольку большое яйцо дает простор для более крупного желтка, что, в свою очередь, позволяет птенцам околоводных птиц выклевываться на более поздней стадии развития{73}.