Первыми летающими позвоночными были птерозавры, появившиеся около 230 миллионов лет назад. Информация об их жизни поступает из скелетных останков, однако их часто недостаточно для оценки влияния полового отбора. Птицы, современные летающие позвоночные, служат примером такой эволюции, но существовал ли половой отбор и у птерозавров? Исследователи из США проанализировали более сотни окаменелых особей рамфоринха, относящихся к разным возрастным периодам.
Половой отбор — один из способов эволюции живых организмов. В отличие от других видов отбора, которые повышают приспособленность животных к изменяющимся условиям, таким как мимикрия или освоение новых экологических ниш, половой отбор может закреплять необычные черты, оказывающие влияние исключительно на привлекательность особи. Яркий пример – роскошный хвост павлина или причудливое оперение райских птиц, не способствующие их выживанию, но позволяющие привлечь внимание самок.
Половое отбор проявляется лишь при наличии значительного разнообразия внутри одного вида. У птиц признаки этого отбора заметны довольно часто: различные виды могут отличаться друг от друга цветом оперения или вокализациями.
Изучение вымерших животных представляет собой значительно более сложная задача. Недостаточно просто обнаружить останки с характерными признаками, такими как мягкие ткани, которые могли бы предоставить ценную информацию об окружающей среде, в которой существовала эта особь. Для изучения полового отбора и сравнения различных видов палеонтологам требуется собрать обширную коллекцию образцов вымерших организмов.
К счастью, все эти условия были выполнены в отношении одного из наиболее тщательно исследованных птерозавров юрского периода (161,2–145 миллионов лет назад) — Rhamphorhynchus muensteri. Он отлично представлен множеством скелетов как молодых, так и взрослых особей, а обширность известных размеров размаха крыльев достигает 0,29-1,72 метра (это был крупный птерозавр). Примечательно, что вместе с костями находили и мягкие ткани крыльев, клюва, хвостовых лопастей, и даже содержимое желудка.
Благодаря такой сохранности R.muensteri выбрали модельным видом для птерозавров. На его примере ученые рассматривали онтогенез, строение мозга и крыльев, особенности полета и прочее.
Двое американских палеонтологов провели исследование внутривидовой изменчивости этого древнего летающего хищника, используя данные, полученные из 137 найденных экземпляров. Они высказали предположение, что половой отбор в первую очередь повлияет на характеристики крыльев, а также на длину и строение хвоста. Результаты научной работы опубликованы в журнале PeerJ.
На кончике хвосте у R.muensteri есть лопасть из мягкой ткани, которая, по утверждению других специалистов, у крупных и зрелых птерозавров будет меняться сильнее, чем у молодых. Чтобы рассмотреть изменчивость длины хвоста пропорционально, необходимо сравнить лопасть с другими частями тела — длиной черепа, плечевой и пястной костей.
Несмотря на выдвинутую гипотезу, крылья продемонстрировали незначительную внутривидовую изменчивость: в среднем, конечности изменялись в той же степени, что и остальной скелет. Длина хвоста также не претерпела значительных изменений относительно других частей тела, что указывает на его функциональные ограничения — изменение других пропорций существенно повлияло бы на способность животного к полету. Однако у взрослых, более крупных птерозавров наблюдалось увеличение вариабельности длины хвоста.
Эти скачки могут свидетельствовать о его сигнальной роли в общении с сородичами. По мнению палеонтологов, хвостовая лопасть птерозавра являлась областью повышенной изменчивости, а различия в длине позвонков и хвоста демонстрируют снижение физиологических ограничений и усиление полового отбора у взрослого поколения. То есть, у молодых птерозавров подобных изменений не наблюдалось, так как они еще не достигли возраста полового отбора, а хвост оставался важным элементом, обеспечивающим полет. Интересно, что экземпляров из средневозрастной группы было крайне мало.
Авторы статьи высказали предположение, что обнаруженные птерозавры находились в фазе быстрого роста, когда молодые особи перерастали во взрослых. Возможно, изменения в поведении древних хищников среднего размера стали причиной их меньшей смертности в местах, благоприятных для формирования окаменелостей. Кроме того, палеонтологи отметили, что в описаниях многих образцов отсутствует информация о местонахождении или геологической формации, что не позволило специалистам проанализировать изменения скелетов на протяжении времени.