Птицы начали гнездиться в Арктике уже в позднем мелу

Птицы начали гнездиться в полярных регионах уже в конце мела. К такому выводу пришли палеонтологи, изучив окаменелости с формации Принс-Крик, расположенной на севере Аляски. Они обнаружили здесь кости ихтиорнисов, гесперорнисов и многочисленных пернатых современного типа — в том числе зародышей и птенцов. До этого самыми ранним свидетельством размножения птиц вблизи полюсов считались остатки неполовозрелых пингвинов возрастом 40,5-46,5 миллиона лет с антарктического острова Сеймур. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Science.

В Арктике и Антарктике каждый год гнездятся миллионы пернатых. Некоторые из них, например, тундровые куропатки (Lagopus muta), проводят вблизи полюсов весь год, но остальные, включая большинство морских птиц, куликов и гусеобразных, возвращаются сюда лишь на несколько весенних и летних месяцев, чтобы воспользоваться сезонным изобилием пищи и вывести потомство. Хотя, судя по данным палеонтологической летописи, птицы заселили полярные регионы уже в мезозое, самые ранние свидетельства их размножения здесь относятся лишь к эоцену. Речь о многочисленных остатках неполовозрелых пингвинов с геологической формации Ла-Месета на острове Сеймур у берегов Антарктического полуострова. Самым древним из них 40,5-46,5 миллиона лет.

Команде палеонтологов под руководством Лорен Уилсон (Lauren N. Wilson) из Музея Аляскинского университета в Фэрбенксе удалось продемонстрировать, что птицы начали гнездиться в полярных регионах намного раньше, чем указывали предыдущие находки. В центре внимания исследователей оказались окаменелости с формации Принс-Крик на севере Аляски. Ее возраст составляет 72,8 миллиона лет, что соответствует позднему мелу. В те времена север Аляски располагался на палеошироте 80-85 градусов северной широты и находился в зоне суровых по меркам мезозоя условий: зимой здесь в течение нескольких месяцев царила полярная ночь, температура периодически опускалась ниже ноля и изредка выпадал снег.

Анализ ископаемых с формации Принс-Крик выявил присутствие более 50 окаменевших костей и фрагментов костей древних птиц, которые относились по крайней мере к трем эволюционным линиям. Авторы обнаружили остатки одного вида ихтиорнисов (Ichthyornithes) и одного вида гесперорнисов (Hesperornithes) (обе эти группы были близки к предкам современных птиц и вымерли на рубеже мела и палеогена); а также многочисленных птиц современного типа из кроновой группы (Neornithes) или близких к кроновой группе.

По крайней мере 14 элементов скелета, изученных Уилсон и ее коллегами, судя по их пористой поверхности, принадлежали зародышам или птенцам. Компьютерная томография подтвердила эту идею. Кроме того, одну плечевую и одну бедренную кость авторы приписали неполовозрелым особям. Некоторых из обладателей всех этих костей авторам удалось идентифицировать. Например, один коракоид и десять цевок принадлежали представителям группы Ornithurae (она включает ихтиорнисов, гесперорнисов и птиц современного типа); две плечевые кости — гесперорнисам; а две предчелюстные кости — птицам современного типа или близким к ним.

Результаты исследования указывают, что в конце мела на севере Аляски обитало разнообразное сообщество птиц, в котором доминировали пернатые современного типа или близкие к ним. Последние многими деталями строения напоминали современных и вымерших представителей отряда гусеобразных (Anseriformes) — группы, которая, по современным представлениям, появилась уже в мелу. Авторы также продемонстрировали, что птицы начали гнездиться в полярных широтах еще до мел-палеогенового вымирания и примерно на 30 миллионов лет раньше, чем указывали предыдущие находки. Скорее всего, многие пернатые использовали район формации Принс-Крик только в теплые месяцы года, чтобы вывести птенцов, а с приходом холодов и полярной ночи улетали на юг (или, в случае нелетающих гесперорнисов, уплывали). Если гипотеза верна, то это самый древний известный пример сезонных миграций у птиц.

Интересно, что на формации Принс-Крик отсутствуют остатки энанциорнисов (Enantiornithes) (они напоминали настоящих птиц, но отличались от них строением передних конечностей и рядом других анатомических деталей) — доминирующей группы птиц мелового периода, которая населяла все континенты кроме Антарктиды и отличалась высоким разнообразием. Это согласуется с отсутствием находок этих древних пернатых в других регионах, которые в мелу располагались в высоких широтах. По мнению исследователей, энанциорнисы развивались слишком медленно для жизни в Арктике и Антарктике: их яйца подолгу инкубировались, а молодые особи не достигали размеров взрослых на протяжении нескольких лет. Таким образом, они, в отличие от птиц современного типа и их родственников, не смогли бы за несколько теплых месяцев вывести птенцов и дорастить их до готовности к дальним миграциям. Кроме того, даже взрослые энанциорнисы из-за особенностей рациона и линьки вряд ли смогли бы пережить холодные месяцы в полярных регионах.

Ранее мы рассказывали о том, как палеонтологи описали череп древней птицы Vegavis iaai, которая жила в Антарктиде в конце мелового периода, 69,2-68,4 миллиона лет назад. Анализ окаменелости подтвердил, что вегавис относился к отряду гусеобразных и находился в сестринских взаимоотношениях с кладой, включающей современных гусей и уток. Однако образом жизни эта древняя птица скорее напоминала гагар или поганок: она ныряла за рыбой и хватала ее длинным клювом.