Atklājumi.lv

Kā putnu olas ieguva savu formu?

Augstāko mugurkaulnieku jeb amniotu olu evolūcija bija viens no galvenajiem iemesliem, kas ļāva tiem pamest okeāna dzīles un kolonizēt sauszemi un gaisu. Tagad, 360 miljonus vēlāk, putnu olas (putni ir viena no trim mūsdienās sastopamajām amniotu klasēm) ir sastopamas visdažādākajās formās un izmēros, sākot ar perfekti sfēriskām olām, beidzot ar olām asaras formā. Kādēļ šī daudzveidība radusies – to zinātniekiem nebija izdevies noskaidrot līdz pat mūsdienām.

Starptautiska zinātnieku komanda, Hārvardas (ASV) un Prinstonas universitātes (ASV) pētnieku vadībā, nolēma ķerties pie padziļinātas jautājuma izpētes, lai beidzot atrisinātu seno dabas mīklu. Ņemot vērā jautājuma sarežģītību, zinātnieki izmantoja kvantitatīvās pētniecības metodes no dažādām zinātnes nozarēm - no fizikas, matemātikas un bioloģijas.

Iegūtie pētījuma rezultāti parādīja, ka viens no galvenajiem faktoriem, kas ietekmējis olu formu variāciju veidošanos, ir lidošanas prasmes.

Pētījuma rezultāti publicēti žurnālā „Science”.

Pētījumu uzsākot, zinātnieki vēlējās atrast atbildes uz 3 jautājumiem:
1. Kā kvantificēt un salīdzināt dažādu sugu putnu olu formas?
2. Kādi biofizikālie mehānismi ietekmē olas formu?
3. Kāda ir olas formas nozīme evolūcijas un ekoloģijas kontekstā?

Lai atrastu atbildes uz izvirzītajiem jautājumiem, zinātnieki izpētīja vairāk nekā 1400 putnu sugu olu formas.

Kā veidojas dažādā olu forma?

Jau senākos pētījumos zinātnieki ir noskaidrojuši, ka olas formas veidošanā lielu lomu spēlē membrāna. To lieliski pierāda tas, ka ola, kuras čaumala tiek izšķīdināta vājā skābē, piemēram, etiķī, joprojām saglabā savu formu.

Jaunajā pētījumā zinātnieki guva apstiprinājumu pieņēmumam, ka olas membrānas īpašībām ir daudz lielāka nozīme olas formas veidošanā, nekā olas čaumalas īpašībām.

Taču kā tieši olas membrāna ietekmē olas formas veidošanos? Izrādās, galvenā loma šeit ir membrānas biezuma variācijām, kā arī spiedienam, kas membrānu ietekmē.

„Iedomājies balonu. Ja balons ir vienmērīga biezuma un gatavots no viena materiāla, piepūsts tas iegūs sfērisku formu. Bet, ja tas nav vienmērīgs, tas var iegūt visdažādākās formas.

Novērojumi parāda, ka membrānas biezums no viena olas gala līdz otram ir mainīgs. Balstoties uz šo faktu, mēs izveidojām matemātisku modeli, kurā ola ir kā augoša, elastīga čaula, ko ietekmē spiediens. Ar modeļa palīdzību mēs varējām piegūt visu veidu olu formas, kas sastopamas dabā,” paskaidrojis pētījuma galvenais autors, profesors L. Mahadevans (L. Mahadevan).

Kāda ir olas formu nozīme?

Meklējot faktorus, kas varētu būt galvenie iemesli dažādo olu formu attīstībā, zinātnieki pētīja gan ligzdu tipus un ligzdu tipisko novietojumu, gan to, cik olas parasti tiek izdētas vienā metienā, gan putnu uzturu un lidošanas spējas.

Apskatot visus faktorus, autori nonāca pie secinājuma, ka olas forma visspēcīgāk korelē ar sugas lidotspēju. 

Putnu sugām ar augstu lidotprasmi ir raksturīgs slaids, aerodinamiskas formas ķermenis. Šī iemesla dēļ putni dēj asimetriskākas vai eliptiskākas olas, nekā citas putnu sugas. Šīs abas olu formas ļauj saglabāt pietiekamu olas tilpumu putnu mazuļa attīstībai, nepalielinot tās platumu – būtiska īpašība, kas atvieglo dēšanas procesu, ņemot vērā lidotāju ķermeņa slaido uzbūvi.
Interesanti, ka, piemēram, divām tik dažādām putnu sugām kā albatrosi un kolibri, ir ļoti līdzīgas formas olas, jo tie abi ir ļoti spējīgi lidotāji.

Olu formu ietekmē arī putnu uzturs – tas, cik daudz kalcija ir konkrētās sugas indivīdu uzturā.

„Mūsu pētījums skaidri parāda, ka putnu olu formas pavisam noteikti nav nejauši veidojušās. Tās ir saistītas ar dažādām ekoloģiskām atšķirībām, bet jo īpaši - ar sugas lidotspēju,” pētījuma rezultātus komentējis viens no pētījuma autoriem, doktors Džozefs Tobiass (Joseph Tobias) no Imperiālās koledžas Lielbritānijā.

Avots:

seas.harvard.edu

Augšējais attēls: pixabay.com

© Atklajumi.lv. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.