Брачные бои изменили форму клювов у самцов колибри-отшельников

Большинство видов колибри сражаются за пищу, используя свои крошечные тела и острые клювы, чтобы отогнать конкурентов от цветов. Но зеленый колибри-отшельник, обитающий в основном в горных лесах Центральной и Южной Америки, вступает в бой, чтобы завоевать партнера для спаривания.

«Они собираются в определенных местах в лесу, которые очень похожи на бары для одиночек, – говорит Алехандро Рико-Гевара, доцент биологии в Вашингтонском университете. – У каждого есть свое излюбленное место, и если кто-то другой занимает его – их место в этом баре – они приходят в ярость и начинают драться».

Оружием выбора для колибри служит их собственный клюв. Подобно средневековым рыцарям на турнире, птицы поднимают длинный, тонкий, как игла, клюв в воздух, прежде чем нанести удар противнику. Ставки в таких поединках высоки: колибри также используют клювы для питания, проникая ими вглубь цветов за богатым питательными веществами нектаром. Проигрыш в битве может означать, что самец не найдет себе пару, а сломанный клюв – что он умрет от голода.

Новое исследование, проведенное учеными из Музея естественной истории и культуры Бёрка при Вашингтонском университете, показало, что эти поединки сформировали эволюцию вида. В результате у самцов и самок зеленых колибри-отшельников клювы приобрели значительные различия. По сравнению с самками, клювы самцов оказались более прямыми, острыми и структурно прочными. Прямые клювы лучше подходят в качестве оружия, в то время как более изогнутые клювы самок обеспечивают лучший доступ к нектару в некоторых цветках. Эти данные предполагают, что половой диморфизм клюва – явление, при котором два пола одного вида имеют разные характеристики, – был вызван именно склонностью к дракам, а не только экологическими факторами.

«У взрослых самцов зеленых колибри-отшельников клювы усилены, потому что они так много дерутся, – поясняет Рико-Гевара, куратор отдела птиц в музее. – Это один и тот же инструмент, но используемый в совершенно разных контекстах. Этот пример показывает, как много мы еще можем узнать о половом диморфизме в природе».

В ходе исследования, опубликованного в Journal of Experimental Biology, ученые использовали образцы колибри-отшельников из орнитологической коллекции Музея Бёрка и с помощью фотограмметрии создали трехмерные модели клювов самцов и самок. Анализ кривизны и углов этих моделей показал, что клювы самцов на 3% прямее и на 69% острее, а их кончик имеет кинжалообразную форму, отсутствующую у самок.

Различия вышли за рамки одной лишь формы. Компьютерная томография выявила, что внутренняя структура клюва самца обеспечивает дополнительную прочность за счет более эффективной передачи силовых нагрузок. Ученые также провели серию симуляций, имитирующих удары клювом, чтобы проверить их на прочность как при прямых, так и при угловых атаках. Наблюдения показали, что более прямой клюв самца расходует на 52,4% меньше энергии на деформацию и более устойчив к излому. В среднем клюв самца испытывал на 39% меньше стресса, чем клюв самки.

Кроме того, исследователи обнаружили, что прямая форма клюва самцов позволяет наносить удары под более широким разнообразием углов, что требует меньшей точности во время боя. «Это действительно крутой пример полового диморфизма оружия у птиц, – отметил соавтор исследования Лукас Мэнсфилд. – Когда вы думаете о таком явлении, на ум обычно приходят олени и лоси с их большими рогами. В мире птиц подобных примеров не так много. Было интересно исследовать такое более скрытое оружие».