Почему у птиц нет зубов кратко

Обновлено: 02.07.2024

Многие из тех, кому довелось в далеком детстве отдыхать летом в деревне и повстречаться с гусями, уверены в том, что у этих птиц есть зубы, причем весьма острые. И действительно, если посмотреть на многих диких птиц из семейства утиных, например, то можно увидеть ряд острых образований, идущих по краю клюва. На самом же деле это вовсе не зубы, так как ни у одной из современных птиц зубов нет. Но почему они лишились столь нужной части организма, присущей большинству высокоразвитых существ?

Беззубыми птицы были не всегда. На заре своего появления, когда первые птицы только осваивали воздушное пространство планеты, на Земле обитали пернатые, в клювах которых были самые настоящие зубы, а на крыльях были когти. Они достались им от предков — пресмыкающихся. В меловом периоде обитали птицы одонторниты, останки которых вместе с клювами и зубами, были обнаружены в нескольких местах планеты.

Но в результате дальнейшей эволюции анатомия птиц претерпела ряд изменений. Для того, чтобы быстрее подниматься в воздух и легче летать, кости их скелета стали более легкими, изменилось и строение скелета для большего удобства во время полета. Зубы также стали им не нужны: для того, чтобы облегчить вес, они постепенно были заменены на более легкие органы, выполняющие схожую функцию.

Существует еще одна интересная теория, объясняющая, почему исчезновение зубов стало преимуществом, обеспечившим процветание птиц. Ученые из Бостонского университета предположили, что таким образом птицы смогли сократить время развития потомства в яйце. Дело в том, что их предки динозавры имели зубы, а на развитие их потомства в яйце уходило несколько месяцев. Современные же птицы развиваются в течение нескольких недель или даже дней, в зависимости от вида. Ученые полагают, что именно отсутствие зубов могло сократить число дней инкубационного периода до 60 дней.

Птицы научились прекрасно обходиться без зубов в их обычном понимании. Вместо них для удержания и размельчения пищи во рту у птиц имеется несколько эволюционных приспособлений. Это в первую очередь выступы на клюве, которые с первого взгляда можно принять за ряд зубов, а также зубчатые образования на языке и углубления в нижней половине клюва. Кроме того, многие птицы наряду с обычной пищей глотают небольшого размера камешки, которые, оказываясь в желудке, помогают им лучше переваривать пищу.

У некоторых ранних пташек были зубы, но мутация в конечном итоге деактивировала гены, участвующие в развитии зубов. Эволюция выбрала эту мутацию, которая привела к появлению беззубых птиц. Существует несколько теорий, объясняющих, почему эволюция предпочла беззубых птиц птицам с перламутровыми зубами.

Птичий клюв - поистине увлекательный инструмент. Он может быть острым или тупым, ярким или тусклым, маленьким или комично большим, но все они служат определенной цели своего владельца. Будь то разрывание плоти, раскалывание крепких орехов или деликатное потягивание нектара из цветов, с правильным клювом нет ничего невозможного . кроме пережевывания пищи, поскольку клювы всех современных птиц беззубые! Почему у птиц нет зубов? И были ли у них когда-нибудь зубы?

Всегда ли птицы были беззубыми?

Современные птицы эволюционно связаны с динозаврами-тероподами, классом опасных голодных динозавров с острыми зубами. Тем не менее каким-то образом тираннозавр и велоцираптор постепенно превратились в голубей, уток и колибри.

Окаменелость Archeopteryx lithographica и 3D-рендеринг Archeopteryx lithographica

Последним общим предком птиц и динозавров, имевшим полный набор зубов, был археоптерикс lithographica, который жил около 150 миллионов лет назад. Однако в летописях окаменелостей эволюционно ранних птиц, таких как Ichthyornis dispar, существовавших в позднем меловом периоде (93–65 миллионов лет назад), зубы все еще присутствуют. У него был частичный клюв в передней части рта и зубы в задней.

Ихтиорнисы представляет собой "промежуточную стадию", доказывая, что развитие клюва произошло примерно в то же время, что и потеря зубов.

Ископаемое птицы ихтиорнис и 3D-рендеринг птицы ихтиорнис.

Это указывает на то, что птицы потеряли зубы примерно 100 миллионов лет назад, но почему и как оставались загадкой до недавнего времени.

Как птицы потеряли зубы?

Группа исследователей, возглавляемая биологами из Калифорнийского университета в Риверсайде и Государственного университета Монклера, обнаружила, что 48 видов птиц имеют общие мутации, которые инактивируют гены, связанные как с эмалью, так и с дентином. Эмаль - это твердая ткань, покрывающая зубы, а дентин - это кальцинированный материал под ней.

Это открытие означало, что в какой-то момент эволюции общий предок птиц потерял способность образовывать зубы, в результате чего появились беззубые птицы, которых мы видим сегодня.

Интересно, что в 2006 году ученые из Манчестерского и Висконсинского университетов смогли повернуть время вспять, дав цыплятам зубы! Они преодолели мутации, препятствующие образованию зубов, манипулируя генами курицы, чтобы она действительно могла вырастить зубы. Это подтвердило теорию о том, что потеря зубов у птиц произошла из-за инактивации определенных генов в течение длительного периода эволюции.

Почему у птиц выпали зубы?

Этот вопрос годами сбивал с толку многих исследователей. "Почему целая большая группа животных теряет зубы?" - спросил Стивен Брусатт, палеонтолог, который широко изучал пересечение динозавров и птиц.

Популярная теория предполагает, что беззубость современных птиц была приспособлением, сделавшим их более легкими для полета, но эта теория является слабой с научной точки зрения, поскольку у летающих млекопитающих, таких как летучие мыши, также есть зубы.

Альтернативная теория заключалась в том, что потеря зубов была связана с изменениями в питании.

В конце мезозойской эры примитивные птицы с зубами исчезли, уступив место клювам. Возможно, клювы просто были лучше для птичьей пищи, чем зубы, и поэтому преобладали. Однако эта теория не имеет смысла, если учесть, насколько хорошо зубы адаптированы к различным диетическим привычкам. Тот факт, что некоторые динозавры с совершенно другими привычками поедания мяса также обменяли зубы на клювы, является еще одной трещиной в броне этой теории.

Третья и относительно новая гипотеза была выдвинута исследователями из Боннского университета, Германия. Они предположили, что потеря зубов сокращает время инкубации птичьих яиц и поэтому предпочтительна в ходе эволюции.

Маленький утенок вылупляется из яйца

В отличие от других существ, откладывающих яйца, например рептилий и рыб, птицы откладывают относительно небольшое количество крупных яиц, для вылупления которых требуется короткое время (в среднем 11-85 дней). Этот короткий инкубационный период резко увеличивает их шансы на выживание. Это ограничивает время, в течение которого яйца остаются уязвимыми для окружающей среды и хищников, что приводит к появлению многих здоровых молодых птиц.

Для сравнения, исследования показали, что их предки - нептичьи динозавры - откладывали яйца, на вылупление которых уходило от трех до шести месяцев. Этот длительный инкубационный период объясняется медленным формированием зубов. Развитие зубов - это сложный процесс, на который уходит около 60% времени инкубации яйца. По сути, эмбрионы должны были ждать внутри яйца, пока у них не сформируются зубы, и только тогда они могли вылупиться.

Более быстрая инкубация должна была помочь ранним птицам и некоторым динозаврам, которые строили открытые гнезда, а не закапывали яйца. По мере того как эти животные эволюционировали, отнимающие много времени зубы были принесены в жертву, чтобы обеспечить более быстрый рост эмбрионов. Сокращение инкубационного периода означало, что уменьшалась вероятность потери яиц или инкубирующего родителя в результате стихийных бедствий, болезней или хищников.

Хотя эта теория пока кажется лучшей, исследователи сходятся во мнении, что она не объясняет беззубость черепах, у которых все еще длительный инкубационный период. Возможно, мы никогда не узнаем наверняка, почему птицы потеряли зубы, но нельзя спорить с одним вопросом: они не всегда были такими!

К современным представителям зубастых птиц относятся пингвины, у которых имеются псевдозубы, назначение которых удерживать пищу, а потом перемалывать ее. Еще одни современные представители птиц с зубами — это домашние гуси, имеющие ряд мелких зубчиков, а также зубчатоклювый шалашник (Австралия), который имеет форму клюва в виде роговых зазубрин. Но с научной точки зрения перечисленные особенности зубами не являются.

Но не спешите уходить. У птиц есть зубы. Правда, всего один и тот временный. Существует еще такое понятие, как яйцевой зуб (или яйцевой бугорок), который образуется у птенцов, еще не вылупившихся из яйца. Он развивается в верхней части клюва и необходим птенцу, чтобы самостоятельно пробить скорлупу. Это самый настоящий зуб. Но после вылупления за ненадобностью зуб отпадает.

Таким образом, зубов как таковых, состоящих из дентина и эмали, у взрослых птиц нет.

Почему у птиц нет зубов?

У современных птиц, как мы выяснили, нет зубов, так как в них нет необходимости для птицы. Роль зубов выполняет острый костяной клюв, который дробит пищу на мелкие кусочки. Птицы глотают куски, не пережевывая.

В 1861 году в Германии были найдены кости доисторической птицы — археоптерикса. Изучив их и сравнив с похожими находками, ученые предположили, что многие современные птицы, скорее всего, произошли от хищных динозавров — тероподов. Тероподы — разновидность динозавров, ходивших только на двух ногах. Один из самых известных представителей — тираннозавр.

Однако до сих пор остается загадкой, как и почему в процессе эволюции птицы лишились зубов. Чтобы найти ответ на этот вопрос, исследователи решили изучить гены, отвечающие за образование зубов, у птиц разных отрядов. Гены — это части специальных молекул, в которых хранится вся информация об организме: от внешнего вида до болезней даже самых далеких предков. Оказалось, что у всех этих птиц есть одинаковые изменения генов, связанных с формированием тканей и эмалей зубов. Эти изменения, которые еще называют мутацией, могли возникнуть по разным причинам и затем передались по наследству потомству. Точно такие же мутировавшие гены обнаружились и у других позвоночных животных, не имеющих зубов, таких как муравьеды и черепахи. Благодаря этому открытию ученые смогли сделать вывод о том, что у большинства видов птиц был один общий предок. Что это было за животное — еще предстоит выяснить.

Глотают ли птицы камни?

Для того, чтобы проглоченная пища хорошо измельчалась в желудке, некоторые птицы специально проглатывают мелкие камешки и другие твердые предметы (иначе — гатролиты, или желудочные камни), помогающие еще больше размельчать и перемалывать пищу внутри одного из отделов желудка под воздействием желудочного сока.

Птичий клюв — поистине увлекательный инструмент. Они могут быть заостренными или тупыми, яркими или тусклыми, маленькими или комично большими, но все они служат определенной цели — раскалывают крепкие орехи, разрывают плоть или деликатно потягивают цветочных нектар. Однако пережевывать пищу с помощью клюва нельзя, поскольку зубов в нем нет — вместо этого он покрыт роговой оболочкой.

У современных птиц нет зубов, но так было не всегда. А если у вас появилось желание возразить и сказать, что зубы есть, например, у гусей, то знайте - это не зубы, а ороговевшие выросты

Современные птицы эволюционно связаны с тероподами — классом опасных динозавров с заостренными зубами. Однако со временем получилось так, что они превратились в безобидных голубей, уток или даже колибри.

У каких птиц раньше были зубы

Последним общим предком птиц и динозавров, имевшим полный набор зубов, был археоптерикс литографика (Archaeopteryx lithographica), живший около 150 миллионов лет назад. Однако ископаемые останки более ранних видов (живших в позднем меловом периоде 93-65 миллионов лет назад), все еще показывают у них наличие зубов.

Например, род ихтиорнис (Ichthyornis dispar) имел клюв с зубами динозавровых предков. Это указывает на то, что птицы потеряли зубы около 100 миллионов лет назад, но почему это произошло и каким образом никто не знал.

Как птицы потеряли зубы

Американская исследовательская группа, возглавляемая биологами из Калифорнийского университета в Риверсайде и Государственного университета Монтклера в ходе своей работы обнаружила у 48 видов птиц общие мутации, которые инактивировали как гены, связанные с эмалью, так и гены, связанные с дентином. Эмаль — это твердая ткань, покрывающая зубы, в то время как дентин — это кальцинированное вещество под ней.

Это открытие означало, что в какой-то момент эволюции общий предок птиц утратил способность образовывать зубы, в результате чего появились беззубые птицы, которых мы видим сегодня.

Интересно, что в 2006 году ученые из Манчестерского университета (Великобритания) и Висконсинского университета (США) смогли вывести цыплят с зубами. Они преодолели мутации, препятствующие образованию зубов, манипулируя генами курицы. Это подтвердило теорию теорию о том, что потеря зубов у птиц произошла из-за инактивации определенных генов в течение длительного периода эволюции.

Но почему же это произошло?

Этот вопрос годами ставил в тупик многих исследователей. И сегодня существует несколько теорий:

Согласно этой популярной теории, причиной отсутствия зубов у птиц стала адаптация к условиям жизни. Нет зубов — тело становится легче, а соответственно, летать проще. Однако эта гипотеза довольно слабая с научной точки зрения, поскольку у других летающих животных, например, у летучих мышей, зубы имеются.

В конце мезозойской эры примитивные птицы с зубами исчезли, и остались только птицы с клювами. Возможно, это связано с тем, что клювы лучше подходили для употребления пищи, подходящей птицам. Однако эта теория тоже легко поддается критике, поскольку зубы идеально подходят для перемалывания любой еды.

Третья и относительно новая гипотеза была выдвинута исследователями из Боннского университета (Германия). Они предположили, что потеря зубов сокращает время инкубации птичьих яиц и, следовательно, благоприятствует эволюции.

В отличие от других яйцекладущих существ, например, рептилий и рыб, птицы откладывают относительно небольшое количество крупных яиц, для вылупления которых требуется короткое время (в среднем 11-85 дней). Этот короткий инкубационный период резко увеличивает их шансы на выживание. Это ограничивает время, в течение которого яйца уязвимы для окружающей среды и хищников, в результате чего появляется много здоровых молодых птиц.

Для сравнения, исследования показали, что их динозавры откладывали яйца, на вылупление которых уходило от трех до шести месяцев. Этот длительный инкубационный период объясняется медленным формированием зубов, поскольку их развитие является сложным процессом и составляет около 60% времени инкубации яиц. Более короткий инкубационный период, должно быть, сокращал вероятность гибели еще не вылупившихся птенцов

Для жевания и перемалывания пищи у большинства живых существ имеются зубы. Как оказалось, и птицам этот орган не совсем чужд.

Зубастые птицы мелового периода

Много миллионов лет назад, в меловом периоде, по небу летали страшные птицы. В их клювах находились настоящие зубы из эмали и дентина. К их числу относилась и самая первобытная в мире птица — археоптерикс. Ученые полагают, что предками всех современных птиц могут быть динозавры-тероподы, передвигающиеся на двух ногах.

В процессе эволюции пернатым стали не нужны зубы, благодаря особому строению клюва. Тем не менее, животные не избавились от этого инструмента полностью: у птиц есть временный зуб.

Яйцевой бугорок, именно так называют единственный временный зуб у птенцов, помогает им вылупиться из яйца. После того, как птичка пробьет скорлупу и увидит белый свет, яйцевой бугорок отпадает.

У каких птиц можно увидеть зубы?

Если вы заглянете в клюв пингвина, то обнаружите, что у него есть зубы! То же самое можно сказать и про домашнего гуся. Внешне эти образования в клювах пернатых действительно очень похожи на настоящие зубы, но с точки зрения науки, они не имеют к этому органу никакого отношения. Это, так называемые, псевдозубы.

В их составе нет ни эмали, ни дентина. Такое приспособление необходимо пернатым, чтобы легче было удерживать в клюве пищу, а затем ее измельчать.

Почему современные птицы избавились от зубов?

У современных птиц вместо зубов есть замечательное приспособление — костяной клюв. Пернатым не нужно отрывать и жевать пищу, как другим животным, они ее просто измельчают с помощью клюва, а затем глотают. К тому же зубы имеют ощутимый вес, что могло помешать животному летать.

Поэтому со временем птицы утратили ненужный орган. Сегодня в мире не существует ни одной пташки с настоящими зубами!

Читайте также: