Ее исследование, показывающее, что птицы на островах эволюционировали к нелетающим, было опубликовано 11 апреля 2016 года в Proceedings of the National Academy of Sciences. Среди ее партнеров Кристофер Витт из Университета Нью-Мексико и Дэвид Стедман из Университета Флориды.«Поиск общих тенденций в эволюции формы, размера и окраски животных часто оказывается безрезультатным», — сказал Райт. «Эволюция имеет тенденцию быть непредсказуемой, приводя к появлению различных форм в разных местах.
Поэтому было приятно обнаружить эту тенденцию среди островных птиц».Райт сказал, что широко известно, что определенные виды птиц, как правило, становятся нелетающими после того, как колонизируют острова, на которых нет хищников. Нелетаемость развивалась более тысячи раз, но имеет тенденцию развиваться только от определенных типов предков — обычно птиц, таких как рельсы, которые уже проводят большую часть своего времени на земле.Райт хотел знать, существуют ли предсказуемые эволюционные тенденции, применимые ко всем островным птицам, подавляющее большинство из которых все еще могут летать.
Как и у нелетающих видов на их островах, у них обычно меньше хищников, чем у их родственников на материке. Но большинству видов все еще нужно летать, чтобы найти пищу.
Поэтому в рамках докторского исследования Университета Нью-Мексико Райт сосредоточилась на том, как летающие птицы эволюционировали на островах и демонстрируют ли они изменения, аналогичные тем, которые наблюдаются у нелетающих островных видов.Ее команда обнаружила, что у летающих птиц на островах развиваются меньшие летные мускулы и более длинные ноги, как и у нелетающих птиц, но в меньшей степени. На островах с меньшим количеством хищников эта эволюционная тенденция к нелетаемости была более выраженной. Эта тенденция сохранялась в отношении видов птиц, которые полагаются на полет для поиска пищи, в том числе тех, которые представляют семейства птиц, никогда не имевших полностью потерявших полёт членов, таких как колибри, зимородки и мухоловки.
«Я был бы шокирован, если бы колибри, танагер или фруктовый голубь когда-либо полностью утратили способность летать», — сказал Райт. «Это главное в том, как они зарабатывают на жизнь. Но эти птицы все еще уменьшают размер своих мускулов полета, когда избавление от хищников позволяет им это делать».
Райт и ее коллеги изучили, насколько хорошо различные характеристики острова, включая площадь острова, общее разнообразие видов птиц, разнообразие видов хищников и присутствие местных хищников-млекопитающих, предсказывают изменения формы тела у птиц.Они обнаружили, что сочетание разнообразия видов хищных птиц и хищников из числа млекопитающих лучше всего объясняет различия в размере летающих мышц и длине ног, предполагая, что эту закономерность движет хищничество, а не что-то еще, присущее ограниченности островов.«Без хищников, выбирающих для поддержания больших и мощных летных мышц, птицы могут экономить энергию, сокращая эти мышцы», — сказал Райт. «Вместо этого у них развиваются более длинные ноги, поскольку они в большей степени полагаются на движение, приводимое в движение ногами.
Эти более длинные ноги могут действовать как более длинный рычаг, когда птицы прыгают во время взлета, компенсируя свои меньшие мускулы».По ее словам, для взлета требуется огромное количество энергии от мускулов полета, особенно когда птицы стремительно взлетают, спасаясь от хищников.
Если им не нужно убегать от хищников, птицы могут взлетать медленнее, больше полагаясь на их ноги, чтобы прыгать во время взлета, и сокращать свои энергетически дорогие летные мускулы.Предыдущие исследования эволюции птиц на островах были сосредоточены на размере тела или других отдельных измерениях, которые могли выявить важные тенденции. Райт и его коллеги не обнаружили общих тенденций в изменении размеров тела в своем исследовании.
«Оказывается, что для островных птиц важно одновременно смотреть на размер крыльев и ног», — сказала она.Музейные образцы были ключом к распознаванию общей тенденции. Почти 20 лет назад Дэвид Стедман, хранитель птиц Флоридского музеяNatural History приступила к сбору данных о размере мускулов птиц, собранных на островах Тихого океана.
Со временем Райт, Витт и многие другие внесли свой вклад в эту работу, и набор данных расширился, включив более 8000 экземпляров примерно 1400 видов птиц со всего мира.Чтобы включить в этот проект птиц с как можно большего количества островов, Райт измерил дополнительные тысячи скелетов птиц из музеев по всей стране.«В конце концов, работа сотен музейных орнитологов на протяжении столетия внесла свой вклад в наш набор данных», — сказал Райт. Стедман отмечает, что «Скелеты птиц с островов мира продолжают просвещать нас об эволюции.
Обнаруживая пониженную способность к полету, эти скелеты во многом объясняют особые особенности поведения островных видов, отличных от их континентальных родственников».Эти данные также проливают свет на механизм давно известной тенденции: островные птицы, даже те, что летают, чрезвычайно уязвимы для интродуцированных хищников.
Многие ученые, в том числе Дарвин, отмечали кажущееся отсутствие страха у островных птиц перед хищниками. Эта «прирученность острова» была предложена как причина восприимчивости островных птиц к хищникам.
Настоящие результаты предполагают еще один способствующий фактор: маленькие летательные мышцы, которые снижают скорость побега.По словам Райт, острова часто являются очагами эволюции, поскольку их изоляция способствует генетическому расхождению с родственными популяциями. Но систематическая эволюция более мелких летательных мышц может снизить вероятность того, что островные популяции будут колонизировать новые районы с этих островов.
«Островные птицы — одни из самых интересных подсказок на эволюционном древе, но это исследование предполагает, что предки этого дерева с меньшей вероятностью жили на островах», — сказал Витт. "Колонизация островов сильнолетающими видами может привести к появлению новых видов, у которых снизится способность к полету и в конечном итоге они исчезнут. Таким образом, всплески ветвления с последующим отмиранием могут быть в некоторой степени предсказуемым циклом на древе жизни. . "