Усі дзьоби на Землі слідують прихованому математичному правилу: керує ростом і формою

Про це пише Science Alert.

Знайти універсальні правила в біології неймовірно складно, а тому це відбувається вкрай рідко — науці відомо лише кілька випадків, коли фізичні закони настільки поширені серед усіх організмів. Однак якщо вченим усе ж таки вдається виявити правило, воно стає потужним і надійним способом пояснити закономірності, які можна виявити в природі.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Тепер у новому дослідженні кандидат наук Кетлін Гарланд і професор біологічних наук Алістер Еванс з Університету Монаша виявили нове секретне правило біології, яке пояснює форму і зростання багатьох загострених структур, зокрема:

• зуби;
• роги;
• копита;
• раковини;
• дзьоби.

Дослідники зазначають, що виявлене ними правило насправді пояснює форму та ріст дзьобів майже всіх сучасних птахів, але також описує форму дзьоба у давно зниклих предків птахів — динозаврів. Автори дослідження також зазначають, що відкриття цього математичного правила може пояснити, як розвивалися обличчя птахів та інших динозаврів протягом 200 мільйонів років, а також те, чому ці правила в рідкісних випадках можуть бути порушені.

Це просте математичне правило насправді описує, як ширина загостреної структури, такої як дзьоб, збільшується від кінчика до основи. У результаті правило отримало назву "каскад потужності".

У більшості динозаврів, таких як тиранозавр Рекс, міцна морда із загостреними зубами. Але в деяких динозаврів взагалі не було зубів, а замість них були дзьоби. Водночас у теропод, групи динозаврів, до якої належав T. rex, дзьоби еволюціонували принаймні шість разів. Щоразу зуби втрачалися, а морда витягувалася до форми дзьоба протягом мільйонів років. Але тільки одна з цих бездоганних груп динозаврів пережила масове вимирання 66 мільйонів років тому; ті, кому вдалося вижити, еволюціонували в сучасних птахів.

У новій роботі вчені досліджували 127 видів тероподів і виявили, що 95% дзьобів і морд тероподів дотримуються цього правила. Команда використовувала передовий еволюційний аналіз за допомогою комп'ютерного моделювання. Вченим вдалося продемонструвати, що у предкового теропода, ймовірно, була зубаста морда, що слідувала правилу каскаду потужності. Це може вказувати на те, що "каскад потужності" описує ріст не тільки дзьобів і морд тероподів, а й усіх хребетних, зокрема ссавців, рептилій і риб.

Попри розмаїття форм дзьобів для поїдання фруктів, лову комах сітками, проколювання і розривання м'яса і навіть потягування нектару. Більшість слідує правилу зростання каскаду потужності. Утім, учені визнають, що кілька птахів, яких вивчили науковці, виявилися порушниками.

Раніше Фокус писав про те, що вчені вивчили мозок птахів, які жили 80 млн років тому: допомогла черепна коробка і 3D моделювання.