Более 1 200 лет назад на острове Мадагаскар бродили нелетающие птицы-слоны и откладывали яйца размером с футбольный мяч. Хотя эти страусоподобные гиганты в настоящее время вымерли, новое исследование, проведенное сотрудниками университета CU Boulder и Университета Кертина в Австралии, показывает, что остатки скорлупы их яиц содержат ценные сведения об их пребывании на Земле.

Опубликованное сегодня в журнале Nature Communications исследование описывает открытие ранее неизвестной отдельной линии птиц-слонов, которые бродили по влажным лесным ландшафтам на северо-восточной стороне Мадагаскара - открытие, сделанное без доступа к каким-либо скелетным останкам.

Это первый случай, когда новый род слоновых птиц был идентифицирован только по древней скорлупе яиц, что является новаторским достижением, которое позволит ученым больше узнать о разнообразии птиц, которые когда-то бродили по миру, и о том, почему многие из них вымерли за последние 10 000 лет.

"Это первый случай, когда таксономическая идентификация была получена из скорлупы яиц слоновой птицы, и это открывает поле, о котором раньше никто и не думал", - сказал соавтор работы Гиффорд Миллер, заслуженный профессор геологических наук и научный сотрудник Института арктических и альпийских исследований (INSTAAR) в CU Boulder. Возможно, это еще один способ заглянуть в прошлое и спросить: "Было ли разнообразие птиц больше, чем мы знаем?".

Похожий на маленький континент, Мадагаскар был отделен от Африки и соседних континентов глубокими океанскими водами по меньшей мере 60 миллионов лет. Такая геология позволила эволюции разгуляться, породив лемуров, птиц-слонов и всех видов животных, которых больше нет нигде на планете.

Для полинезийцев, прибывших сюда около 2 000 лет назад, самая крупная из слоновых птиц, Aepyornis, представляла собой пернатый ужас: при росте более 9 футов, весе более 1 500 фунтов каждая, с острым клювом и смертоносными когтями на ногах, она была самым крупным сухопутным животным Мадагаскара.

Из-за ограниченного количества скелетных останков и того факта, что ДНК костей быстро разрушается в теплых и влажных районах, до недавнего времени не было известно, какое место птицы занимают на эволюционном древе. Самое большее, что было известно ученым, - это то, что они принадлежат к семейству бескрылых ратитов, генетических сестер новозеландского киви, самого маленького в мире живого ратита.

Древняя ДНК яичной скорлупы, однако, подтвердила не только место слоновых птиц на этом древе, но и показала большее разнообразие внутри рода.

"Хотя мы обнаружили, что на юге Мадагаскара во время их вымирания обитало меньше видов, мы также обнаружили новое разнообразие на крайнем севере Мадагаскара", - говорит ведущий автор исследования Алисия Грили, которая проводила это исследование для своей докторской диссертации в Университете Кертина в Австралии. "Эти находки - важный шаг вперед в понимании сложной истории этих загадочных птиц. Удивительно много интересного можно узнать из скорлупы яиц".

Миллер анализировал остатки яичной скорлупы в Австралии и по всему миру более 20 лет - он один из немногих ученых, изучающих эти фрагменты. Поэтому в 2005 году, когда он получил 25 000 долларов в рамках премии Геологического общества Америки для выдающихся ученых имени Истербрука, Миллер собрал небольшую команду для изучения эволюционно неуловимой птицы-слона.

В 2006 году команда отправилась собирать скорлупу яиц слоновой птицы в сухой южной части острова. Когда неаффилированный исследователь использовал фрагменты костей, чтобы разгадать эту эволюционную загадку раньше, чем они, команда Миллера и Грили обратила свое внимание на влажную, покрытую лесами северную половину острова, надеясь лучше понять птицу в другом биоме.

Используя спутниковые снимки высокого разрешения, группа исследовала места, где ветры сдули песок и обнажили древнюю скорлупу яиц. В настоящее время на острове не обитает ни одна птица подобного размера, поэтому расколотые фрагменты легко различимы невооруженным глазом. После того как группа исследователей обошла весь остров и собрала более 960 фрагментов скорлупы из 291 места, началась сложная работа: анализ древней ДНК.

Из-за своего химического состава скелеты могут быть "негерметичными" в отношении ДНК, что делает их менее подходящими для такого рода работы. Для сравнения, физическая химия толстой яичной скорлупы фиксирует органические вещества на срок до 10 000 лет и защищает ДНК, как это делала птица, которая когда-то росла внутри скорлупы. Это означает, что извлечь ее для анализа может быть довольно сложно.

Другая проблема - найти достаточно длинные нити ДНК для анализа, поскольку древняя ДНК часто подвергается деградации. В результате ученые собрали более короткие фрагменты в своеобразный "генетический пазл", не подозревая, что это приведет их к открытию нового вида птиц-слонов.

"Наука часто продвигается вперед неясными путями. Вы не всегда находите то, что искали", - говорит Миллер, директор Центра геохимического анализа глобальной окружающей среды (GAGE) в Университете Калифорнии в Боулдере. "Гораздо интереснее найти то, о чем вы и не подозревали".
Человек или яйцо?

Миллер изучает "четвертичный период", самый поздний геологический период в истории Земли, когда люди впервые появились на ландшафте. По его словам, когда появились люди, часто крупные животные вымирали - но ученые до сих пор не знают, почему птица-слон была одной из них.

"Что же такого сделали ранние люди, что привело к вымиранию крупных животных, особенно крупных? Это дебаты, которые продолжаются всю мою жизнь", - говорит Миллер, чья карьера насчитывает уже пять десятилетий.

Однако если геологи, археологи и биологи смогут собрать и датировать больше фрагментов скорлупы со всего мира, то новаторская работа Миллера и Грили в области изучения ДНК скорлупы может привести к лучшему пониманию того, почему крупные животные, такие как птица-слон, вымерли после появления человека.

"С помощью множества маленьких вкладов целой группы людей можно решить некоторые интересные вопросы", - говорит Миллер. "Это может открыть новый взгляд на вещи".