Близость к экватору повысила разнообразие окраски воробьинообразных птиц

Воробьинообразные птицы с самой разнообразной окраской обитают в тропиках, а по мере движения к полюсам их оперение становится все менее ярким. К такому выводу пришли орнитологи, проанализировав более 24000 музейных экземпляров, относящихся к 4527 видам. Как отмечается в статье для журнала Nature Ecology & Evolution, натуралисты впервые заметили данную закономерность еще в XIX веке, но подтвердить ее удалось только сейчас. Скорее всего, яркая окраска тропических птиц связана с сочетанием климатических и экологических условий в местах их обитания.

Еще в XIX веке натуралисты начали замечать, что тропические животные, как правило, окрашены более ярко и разнообразно, чем те, что живут в умеренном климате. С тех пор было высказано немало гипотез, объясняющих данную закономерность. При этом некоторые специалисты высказывали сомнения, что расцветка животных действительно напрямую зависит от широты, на которой они живут. Проверить, какая из этих точек зрения верна, стало возможным только сейчас, когда у ученых появился доступ к точной информации об окраске и распространении различных биологических видов.

Команда орнитологов под руководством Кристофера Куни (Christopher R. Cooney) из Шеффилдского университета решила выяснить, как географическая широта влияет на окраску птиц из отряда воробьинообразных (Passeriformes). Эта группа включает около 60 процентов всех современных видов пернатых. Исследователи собрали около 140000 фотографий музейных экземпляров, представляющих 4527 видов воробьинообразных птиц. В анализ вошли снимки самцов и самок, а также изображения, сделанные при видимом и ультрафиолетовом свете и с трех разных ракурсов: вид сверху, вид снизу и вид сбоку.

Для каждого из более чем 24000 музейных экземпляров Куни с коллегами определили отражательную способность оперения в 1500 точках. В общей сложности это дало более тридцати шести миллионов измерений. На их основе авторы построили трехмерный градиент всех цветов и оттенков, в которые были окрашены изученные экземпляры. Чтобы определить степень разноцветности каждого вида, исследователи оценили, сколько из возможных цветов и оттенков присутствует в его оперении.

Сравнив данные об окраске разных видов воробьинообразных птиц с их ареалами, Куни и его соавторы пришли к выводу, что она действительно зависит от географической широты. Самые разноцветные пернатые обитают в тропиках, а по мере движения к полюсам их окраска становится все менее разнообразной. Этот вывод оказался верным не только для самцов, но и для самок (p<0,001 в обоих случаях).

Исследователи допускали, что обнаруженная ими закономерность связана с тем, что в тропиках живет больше видов птиц, в том числе и разноцветных. Однако дополнительный анализ показал, что это не так. Авторы выделили двадцать пять процентов самых разноцветных видов и выяснили, что большинство из них населяют тропические регионы.

В попытке понять, почему тропические птицы ярче тех, что живут в умеренном климате, Куни с коллегами попытались выявить дополнительные факторы, влияющие на окраску пернатых. Оказалось, что виды с половым диморфизмом, как правило, имеют более разноцветное оперение. Кроме того, мелкие птицы обычно ярче крупных. Возможно, крупным видам трудно производить достаточное количество каротиноидных пигментов — либо мелкие виды нуждаются в более яркой окраске, чтобы повысить эффективность визуальной коммуникации.

Впрочем, ни половой диморфизм, ни размер тела не могут объяснить, почему птицы в тропиках более красочные. Более важными исследователи считают климатические и экологические факторы. Например, уровень разноцветности оперения самцов и самок оказался связан с количеством осадков и уровнем первичной продукции. Скорее всего, дело в том, что во влажных и продуктивных экосистемах на окраску птиц не действуют многие ограничения, которые характерны для пустынь и северных регионов. Также более яркими оказались виды из лесных биотопов, употребляющие в пищу большое количество плодов и нектара — источников каротиноидов.

В регионах, где обитает много разных видов воробьинообразных птиц, в среднем встречается больше яркоокрашенных пернатых. Вероятно, обитающим здесь птицам было бы трудно опознать сородичей, не обладай они разноцветным оперением. И, наконец, самки перелетных видов воробьинообразных оказались менее разноцветными, чем самки оседлых видов. Это согласуется с результатами предыдущего исследования, согласно которым мигрирующие птицы светлее оседлых.

Куни и его коллегам впервые удалось подтвердить закономерность, существование которой предполагалось более двух столетий. Тем не менее, полный набор факторов, благодаря которым она сформировалась, пока остается неизвестным.

Несмотря на то, что многие тропические птицы очень ярко окрашены, некоторым из них удается подолгу скрываться от орнитологов. Например, солнечные танагры (Heliothraupis oneilli) впервые попались на глаза ученым в 2000 году, а научное описание получили лишь в 2021 году.

Сергей Коленов