Складна і несподівана еволюція черепа сови; гігант; Звичайна школа острова Родрігес

Складна і несподівана еволюція черепа «гігантської» сови з острова Родрігес

Наукові результати - 28 жовтня 2020 року.

Сова Otus murivorus на острові Родрігес в Індійському океані збільшилася вдвічі і зазнала незначного зменшення крил, перш ніж нещодавно вимерла через людей. Його череп вивчали з метою виявлення особливих наслідків еволюції островів у співпраці між ліонською геологічною лабораторією: Земля, планети та навколишнє середовище (LGL-TPE), лабораторією екології антропованих природних гідросистем (LEHNA) та NHM Tring (Великобританія). Ця робота, опублікована в Scientific Reports, виявляє такі несподівані ефекти, як зменшення відносного розміру черепа і тим більше мозку, відносна латералізація очей або навіть надзвичайно розвинений нюх, що свідчить про ймовірну здатність нести плоть туші черепах.

Як і сотні інших ендемічних острівних видів птахів, Сова Родрігес (один із Маскаренових островів в Індійському океані) вимер через приїзд людей та різні антропогенні впливи на екологію острова (такі як вирубка лісів, заведення щурів та домашніх тварин, або полювання). Ця сова, Otus murivorus, яка зникла на початку 18 століття, свідчить про розвинену острівну еволюцію, на стадії, невідомій у сучасних видів, особливо з подвоєнням розмірів у порівнянні з її материнським рідним видом O. sunia (вага зросла вчетверо ), і невелике зменшення крил.

У роботі, опублікованій у журналі Scientific Reports, команда з Ліонської геологічної лабораторії: Земля, планети та навколишнє середовище (LGL-TPE - CNRS/Université Claude Bernard/ENS LYON), з Лабораторії екології антропованих природних гідросистем (LEHNA - CNRS/Національна школа державних громадських робіт/Університет Клода Бернарда) та NHM Tring (Великобританія) вивчали еволюцію черепа у цієї сови у порівнянні з рядом сучасних видів різноманітної екології, включаючи, зокрема, O. sunia, в з метою пошуку морфологічних особливостей. Для цього викопний череп Otus murivorus віком кілька тисяч років сканували за допомогою рентгенівської мікротомографії, потім 3D-зображення черепа аналізували методами геометричної морфометрії. З тих самих даних візуалізації характеристики порожнини мозку також були визначені кількісно, за традиційними вимірами (відносний розвиток різних областей мозку), а також за характеристиками кісткового лабіринту внутрішнього вуха (врівноваження, слух).

Результати показують, у порівнянні з іншими совами, що вид Родрігеса бачив еволюцію ряду характеристик, деякі з яких несподівані. Еволюція розміру його черепа, а тим більше мозку, відставала від подвоєння розмірів тіла у цього виду; така еволюційна затримка щодо мозку була вже відома у вимерлого "гігантського" орла Нової Зеландії (Scofield & Ashwell, JVP 29, 637-649, 2009), і могла бути пов'язана зі структурною складністю мозку, яка не не міг масштабуватися так швидко за розміром. Насправді, у O. murivorus очі стали більш бічними під час еволюції острова, і це може бути пов’язано з простором, що залишається збоку та позаду пропорційно зменшеним мозком. З іншого боку, мозкова область, яка називається нюховою цибулиною, сильно збільшена у сови Родрігеса (рисунок), що свідчить про високорозвинений нюх. Це свідчить про те, що цей вид сови, можливо, мав частково сміттєвий (наприклад, стерв'ятники) раціон харчування, можливо, на тушах ендемічних черепах, надзвичайно багато в той час на острові, які також зараз вимерли.

Така спеціалізація несподівана і унікальна серед сов і сов. Зауважте, що проведене дослідження не вказує на те, що ця сова була більш-менш нічною, ніж інші види Otus загалом. Нарешті, вимірювання на рівні мозкової порожнини та внутрішнього вуха свідчать про особливо наземну екологію, знижену льотну здатність та не дуже сором’язливу поведінку: екологічні характеристики, поширені у багатьох острівних птахів. Отже, Сова Родрігеса свідчить про форми еволюції, що поєднуються унікальними та складними способами і частково пов’язані з несподіваними адаптаціями, підкреслюючи важливість вимерлих видів у біологічному вивченні острова.

Малюнок. Одна з характеристик Сови Родрігеса. (а) довжина нюхової цибулини (червоні стрілки в (c, d)) як функція від розміру мозку у великої кількості видів птахів; Сова Родрігес (помаранчеве коло) є однією з найбільш розвинених нюхових птахів-цибулин, навіть у порівнянні з її материнським сестринським видом Otus sunia (бірюзовий трикутник) або іншими стригідами. Інші імена на схемі - це короткі імена інших сов, включених у це дослідження, а решта крапок - це зразок інших птахів. (b) череп та (c) віртуальний гіпс порожнини мозку сови Родрігес Otus murivorus, порівняно з (d) риваючою совою Athene cunicularia; нюхова цибулина О. murivorus, здається, дуже розвинений. Orb = орбіта. Шкала внизу - 1 см.
Фігура, модифікована з малюнків 1 і 4 Duhamel et al. (2020)

Цілі сталого розвитку
ЦУР 15: Життя на суші
Ця робота сприяє розумінню механізмів, за допомогою яких люди спричинили вимирання ендемічних острівних видів птахів, та пізнанню цих вимерлих видів.

Список літератури
Duhamel A, Hume JP, Guenser P, Salaviale C, Louchart A., Еволюція черепа у вимерлої сови острова Родрігес Otus murivorus (Strigidae), пов'язана з несподіваними екологічними пристосуваннями. Sci Rep. 2020; 10 (1): 14019. Опубліковано 2020 серпня 20. Doi: 10.1038/s41598-020-69868-1