Эволюционный успех воронов и ворон объяснили длинными крыльями и крупным телом и мозгом
Род Corvus , объединяющий более 45 видов воронов, ворон и грачей, считается самым большим в семействе врановых, а его представители населяют все континенты кроме Южной Америки и Антарктиды. Орнитологи выяснили, что эволюционный успех рода связан с длинными крыльями, позволяющими расселяться на далекие расстояния, и крупными размерами тела и мозга, которые помогают закрепиться на новом месте. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Nature Communications.
Благодаря высокому интеллекту и экологической пластичности птицам из семейства врановых (Corvidae) удалось расселиться по всему миру, занять разнообразные экологические ниши и даже приспособиться к жизни по соседству с человеком. При этом наибольшего успеха добились представители рода Corvus, который объединяет воронов, ворон и грачей (иногда в него также включают галок, которых теперь чаще относят к отдельному роду Coloeus). В общей сложности к нему относится около 45 видов — то есть больше трети от всего видового разнообразия семейства. А ареал рода Corvus шире, чем у какого-либо другого рода врановых: он охватывает все континенты кроме Южной Америки и Антарктиды, а также многие острова.
Команда орнитологов, которую возглавил Джоан Гарсиа-Порта (Joan Garcia-Porta) из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, решила выяснить, какие факторы способствовали эволюционному успеху воронов и ворон. На первом этапе исследователи составили откалиброванное по времени филогенетическое древо семейства врановых. Так они выяснили, что активное видообразование в этой группе началось 22–18 миллионов лет назад, а род Corvus возник 11,3–8,8 миллиона лет назад.
Анализ показал, что скорость появления новых видов в роде Corvus примерное вдвое выше, чем в остальных родах врановых. Видообразование резко ускорилось либо на ранних этапах существования рода Corvus, либо чуть раньше, в момент его разделения с родственным родом галок (Coloeus). Интересно, что скорость видообразования у врановых неуклонно снижалась на протяжении первых десяти миллионов лет существования семейства, пока появление воронов и ворон временно не переломило данную тенденцию.
Гарсиа-Порта и его коллеги предположили, что всплеск видообразования в роде Corvus сопровождался увеличением морфологического разнообразия. Чтобы проверить, так ли это, исследователи сопоставили информацию об анатомических особенностях разных видов врановых, включая длину нескольких костей крыльев и ног, а также форму клювов. Проанализировав собранные данные, авторы выяснили, что представители рода Corvus в среднем крупнее и обладают более длинными крыльями, чем врановые из каких-либо иных родов. При этом размер тела воронов и ворон меняется от вида к виду в два раза сильнее по сравнению с другими родами семейства. Высота клюва также оказалось у них более вариабельной. Поскольку у птиц размер тела и форма клюва тесно связаны с тем, в каком климате они живут и какие ниши занимают, результаты сравнения свидетельствуют о значительной экологической диверсификации внутри рода Corvus.
Представители рода Corvus не только заселили большую часть ареала семейства, но и расширили его примерно на 30 процентов, колонизировав территории, где другие врановые не встречаются (например, юг Африки, Мадагаскар, Австралию и острова Тихого океана). Воспользовавшись данными из электронной базы eBird, Гарсиа-Порта с коллегами пришли к выводу, что, хотя большинство видов воронов и ворон занимают относительно узкие климатические ниши, диапазон климатических предпочтений всего рода очень широк.
Способность воронов и ворон расселяться, выигрывать межвидовую конкуренцию и в результате образовывать новые виды может быть связана с особенностями их анатомии. Авторы предположили, что наибольшее влияние на успех рода оказали длинные крылья, способствующие расселению, а также крупные размеры тела и мозга, которые повышают шансы закрепиться на новом месте. Эта идея подтвердилась. Оказалось, что среднее значение относительного размера мозга у представителей рода Corvus выше, чем у каких-либо других врановых. Более того, они стали крупнее других врановых, а также обзавелись более крупным мозгом и более длинными крыльями уже около 10 миллионов лет назад — и сохраняют эти признаки до сих пор.
Несмотря на выдающиеся способности воронов и ворон к адаптации, некоторые их виды не смогли приспособиться к соседству с людьми. Например, новозеландские вороны (Corvus antipodum) вымерли после того, как архипелаг заселили предки маори. А гавайские вороны (Corvus hawaiiensis) выжили только в зоопарках и питомниках — и сейчас ученые пытаются вернуть их в дикую природу.
Сергей Коленов
Таким образом, шансы сохранить этих приматов еще есть
Экологи рассчитали, что при нынешних темпах вырубки и выжигания лесов охраняемые территории Мадагаскара к 2050 году потеряют в среднем 25 процентов лесного покрова. При этом заповедники, национальные парки и памятники природы пострадают меньше, чем охраняемые территории с менее строгой защитой. Впрочем, анализ показывает, что у большинства видов мадагаскарских лемуров через 25 с лишним лет все еще будет достаточно лесов для выживания. Как отмечается в статье для журнала Oryx, это дает надежду, что правительство страны успеет принять эффективные меры по охране этих редких приматов. Когда-то почти весь Мадагаскар был покрыт лесами. На востоке острова росли влажные джунгли, а по мере продвижения к западу их сменяли более приспособленные к сухому климату типы растительности. Однако после того, как Мадагаскар несколько тысяч лет назад колонизировали люди, они уничтожили более 80 процентов его лесного покрова. Даже сегодня жители острова продолжают вырубать и выжигать леса под нужды сельского хозяйства и ради производства древесного угля. Это главная угроза для уникальной флоры и фауны Мадагаскара, в том числе для сотни с небольшим видов лемуров, большинство из которых находятся под угрозой исчезновения. Команда специалистов под руководством зоолога Йорга Ганцхорна (Jörg U. Ganzhorn) из Гамбургского университета решила выяснить, насколько быстро Мадагаскар теряет леса и как это скажется на перспективах выживания лемуров в ближайшие десятилетия. В первую очередь исследователей интересовала судьба лесного покрова на недавно созданных охраняемых территориях. Большинство из них относятся к IV-VI категориям Международного союза охраны природы (IUCN), то есть они защищены не так строго, как традиционные заповедники, национальные парки и памятники природы. Например, управление охраняемыми территориями из категорий V и VI возлагается на местные сообщества и неправительственные организации — а еще здесь разрешается щадящее использование природных ресурсов. Насколько такой подход эффективен для сохранения мадагаскарских экосистем, остается неясным. Ганцхорн и его коллеги проанализировали изменения в лесном покрове 114 охраняемых территорий Мадагаскара с 2015 по 2017 год. Примерно на 20 процентах из них леса присутствовали в виде двух или нескольких отдельных участков. Основываясь на темпах обезлесения в 2015-2017 годах и с учетом сведений за предыдущие годы, авторы рассчитали предполагаемые потери лесного покрова на каждой охраняемой территории в 2017-2050 году. Полученные значения сопоставили с данными о присутствии лемуров разных видов на каждой из территорий. В ходе исследования авторы исключили охраняемые территории, где отсутствовали лемуры и по которым не удалось найти достаточно данных о состоянии лесного покрова. В результате в выборке осталось 102 территории, на которых в 2017 году располагалось 170 участков леса со средней площадью 21,92 квадратных километра. Темпы обезлесения на охраняемых территориях Мадагаскара за 2015-2017 годы колебались от ноля до 13,5 процента в год. При этом в национальных парках (II категория IUCN) скорость вырубки лесов оказалась достоверно ниже, чем на территориях из категорий V и VI. Таким образом, новые охраняемые территории, относящиеся к категориям V-VI, пока плохо справляются с защитой лесов и их обитателей. По оценкам Ганцхорна и его коллег, к 2050 году мадагаскарские охраняемые территории могут лишиться 25 процентов лесного покрова. При этом в заповедниках, национальных парках и памятниках природы (I-III категории IUCN) средние потери лесов составят 16,88 процента, а на охраняемых территориях IV-VI категорий — 21,31-39,16 процента. Доля лесных участков с площадью менее десяти квадратных километров, которая в 2017 году составляла 40 процентов, к 2050 году увеличится до 45 процентов. Площадь лесов, где в наши дни живут разные виды лемуров, к 2050 году в среднем снизится на 19 процентов. В результате размеры субпопуляций этих приматов сократятся. Тем не менее, несмотря на сокращение площадей, большинство лесных участков, населенных лемурами, будут существовать и в 2050 году. Это означает, что на охраняемых территориях Мадагаскара в течение следующих 25 с лишним лет останется достаточно лесов, чтобы сохранить виды лемуров, которые обитают там в настоящее время. Учитывая способность даже крупных видов этих приматов выживать на небольших участках леса, если на них не оказывается дополнительное давление со стороны человека, у мадагаскарских властей есть время, чтобы принять более эффективные меры по охране этих животных. Среди них, например, лесовосстановление и создание лесных коридоров, которые позволят лемурам перемещаться с одной территории на другую. Некоторые исследователи считают, что обширные травянистые равнины, покрывающие сегодня большую часть Мадагаскара, возникли задолго до того, как остров колонизировали люди. Однако изотопный анализ костей вымерших карликовых бегемотов, которые жили по всему острову еще тысячу лет назад, показал, что эти травоядные жили в лесах, питались в основном C3-фотосинтезирующей растительностью и не могли пастись на открытых равнинах. Таким образом, относительно недавно почти весь Мадагаскар был покрыт лесами.
