Тайното математическо правило е оформяло птичи човки в продължение на 200 милиона години

Сидни:

птичи човки се предлагат в почти всяка форма и размер-от стъпалата на слама на колибри до нарязания, нож, подобен на орел. Описва формата на човката в дългогодишните предци на птиците - динозаврите. Радваме се да споделим нашите открития, които сега са публикувани в списанието Iscience.

Като изучаваме човките в светлината на това математическо правило, можем да разберем как лицата на птиците и други динозаври са се развили над 200 милиона години. Можем също така да разберем защо в редки случаи тези правила могат да бъдат нарушени.

Когато природата следва правилата

Намирането на универсални правила в биологията е рядко и трудно - изглежда, че има малко случаи, когато физическите закони са толкова проницателни във всички организми. Нашият екип по -рано откри ново правило на биологията, което обяснява формата и растежа на много заострени структури, включително зъби, рога, копита, черупки и, разбира се, човки.

Това просто математическо правило улавя как ширината на заострена структура, като човка, разширява от върха до основата. Ние наричаме това правило „силовата каскада“.

След това откритие много се интересувахме от това как каскадата на захранването може да обясни формата на птици и други чаши динозаври.

динозаврите са получили своите човки повече от веднъж

най -много динозаври. Но някои динозаври (като динозавъра, подобен на ему), изобщо нямаха зъби и вместо това имаха човки.

В тероподите групата динозаври, към които принадлежи Т. Рекс, клюнът се развива поне шест пъти. Всеки път зъбите се изгубиха и муцуната се простираше до форма на човка за милиони години.

Но само една от тези безупречни групи за динозаври преживя масовото събитие за изчезване преди 66 милиона години. Тези оцелели в крайна сметка се превърнаха в нашите съвременни птици.

Ранната птица улавя правилото

За да проучим правилото за растеж на каскадата на силата, ние изследвахме 127 вида тероподи. Установихме, че 95% от тероподните човки и муцуни следват това правило.

Използвайки най-съвременните еволюционни анализи чрез компютърно моделиране, ние демонстрирахме, че може би си мощното каскадно правило. Връхнали: бозайници, влечуги и риба.

Последователите и прекъсвачите на правилата

След оцеляването на масовото изчезване птиците претърпяха период на невероятна промяна. Птиците сега живеят по целия свят и техните човки са адаптирани към всяко място по много специални начини.

Виждаме форми на клюна за ядене на плодове, мрежи насекоми, пронизващо и разкъсване на месо и дори отпиване на нектар. Мнозинството спазва правилото за растеж на каскадата на мощността.

Макар и редки, няколко птици, които проучихме, бяха нарушители на правила. Един такъв нарушител на правилата е евразийската лъжичка, чиято високо специализирана форма на клюн помага да пресее през калта, за да улови водния живот. Може би неговият уникален стил на хранене е довел до това, че нарушава това общо правило.

Ние изобщо не сме разстроени за нарушителите на правила като Spoonbill. Напротив, това допълнително подчертава колко информативна е всъщност силовата каскада. Most bird beaks grow according to our rule, and those beaks can cater to most feeding styles.

But occasionally, oddballs like the spoonbill break the power cascade growth rule to catch their special "worms".

Now that we know that most bird and dinosaur beaks follow the power cascade, the next big step in our research is to study how bird beaks grow from chick to Възрастен.

Ако каскадата за захранване е наистина основополагащо правило за растеж в Bird Peaks, може да очакваме да открием, че се крие в много други форми през дървото на живота.

Kathleen Garland receives funding from the Australian Government, Monash University and Museums Victoria.

Alistair Evans receives funding from the Australian Research Council and Monash University, and is an Honorary Research Affiliate with Museums Victoria.)

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons License.