Птицы начали распространять семена растений 120 миллионов лет назад

Палеонтологи выяснили, что примитивные птицы из рода джехолорнис (Jeholornis), жившие около 120 миллионов лет назад, питались фруктами и рассеивали семена. Результаты исследования помогли палеонтологам объяснить широкое распространение плодов и плодоподобных структур в период резкого увеличения биоразнообразия, известный как «меловая наземная революция». Это самое раннее доказательство эволюционной связи между растениями и птицами. Работа опубликована в журнале eLife.

Современные плодоядные птицы помогают растениям размножаться, рассеивая семена в своем помете. Такие тесные взаимоотношения между птицами и растениями развивались на протяжении миллионов лет, но ученые не могли объяснить как они зародились. Известно, что птицы стали разнообразными и многочисленными около 135 миллионов лет назад, а вскоре после этого появились новые виды плодовых растений. Однако доказательств потребления фруктов примитивными птицами, жившими до возникновения кроновой группы, у палеонтологов до сих пор не было.

В 2002 году в провинции Ляонин на северо-востоке Китая нашли окаменелость длиннохвостой Jeholornis. Находка представляет собой хорошо сохранившийся череп, элементы позвоночника, тазовые кости и фрагменты задних конечностей. Образец отнесли к виду Jeholornis prima. Кроме того в районе брюшной полости особи обнаружили семена, а из-за глубокой нижней челюсти исследователи заключили, что вымершая птица была зерноядной. 17 лет спустя другая команда ученых предположила, что Jeholornis могла питаться фруктами. Это связано с тем, что среди плодоядных существуют виды, которые перемалывают или раскалывают семена, чтобы извлечь необходимые питательные вещества, и виды, которые едят фрукты, проглатывая семена целыми.

Британский палеонтолог Хан Ху (Han Hu) из Оксфордского Университета вместе с китайскими, американскими и австралийскими коллегами, проанализировал образец Jeholornis, взятый из китайского музея природы Шаньдун Тяньюй. Для этого череп ископаемой птицы отсканировали с помощью синхротронной томографии и создали точную и почти полную 3D реконструкцию.

В результате морфометрического анализа черепа и нижней челюсти ученые сразу исключили вариант раскалывания семян, но не смогли провести различие между перемалыванием семян и поеданием фруктов. Далее они с помощью компьютерной томографии высокого разрешения сравнили семена, найденные у Jeholornis, с семенами, съеденными некоторыми современными птицами, зерноядными и плодоядными. Пища в пищеварительных каналах современных птиц, питающихся семенами, находится в истертом виде и встречается вместе с гастролитами. Напротив, у плодоядных птиц семена не повреждены, редко рассеяны в пищеварительном тракте и сопровождаются несколькими крошечными гастролитами.

Палеонтологи пришли к выводу, что остатки семян, найденные Jeholornis, больше всего указывают на плодоядность, так как являются неповрежденными и мелкодисперсными, по сравнению с гастролитами, сохранившимися у других особей. Это позволяет утверждать, что Jeholornis ела целые плоды, по крайней мере, часть года. Птица могла менять источник пищи, в период, когда фрукты были недоступны, что соответствует климату западного Ляонинского региона в раннем мелу. Такое пищевое поведение свойственно и современным птицам, питающимся фруктами.

В результате исследования, а также учитывая, что ископаемая птица жила в период резкого увеличения биоразнообразия растений, ученые пришли к выводу, что Jeholornis — самое раннее и единственное в Мезозое свидетельство коэволюции растений и птиц.

Отсутствие других доказательств палеонтологи связывают с тем, что образцы пищи ископаемых птиц встречаются редко: сохранившееся содержимое кишечника найдено всего у нескольких особей из раннемеловых отложений в Китае и Европе. В связи с этим исследователям порой не сразу удается верно определить тип питания ископаемых видов. Недавно мы писали о мезозойской насекомоядной птице лонгиптерикс, которая изначально считалась рыбоядной.