Сразу договоримся: колибри – птицы драчливые. Большинство видов выясняют отношения из-за еды. Крошечное тельце, острый клюв – и конкурент отогнан от цветка. Но есть исключение – зеленая колибри-отшельник, которая живет в горных лесах Центральной и Южной Америки. Она дерется не за нектар, а за право создать семью.

Представьте себе место в лесу, которое профессор биологии Вашингтонского университета Алехандро Рико-Гевара называет «баром для одиноких сердец». Там колибри собираются вместе, рассевшись по своим насестам.

Если кто-то займет чужое место, – объясняет профессор, – птица просто сходит с ума и начинает драку.

Оружие у этих птиц собственное – клюв. Как средневековые рыцари на турнире, они поднимают вверх длинную тонкую иглу и вонзают ее в противника.

Ставки высоки. Тем же клювом колибри добывает пищу: просовывает его глубоко в цветок, чтобы вытянуть сладкий нектар. Проиграл бой – можешь остаться без пары. Сломал клюв – скорее всего, умрешь от голода.

Новое исследование, которое провели ученые из Музея естественной истории и культуры Берка (там Алехандро Рико-Гевара заведует коллекцией птиц), показало: постоянные драки изменили эволюцию этого вида. У самцов и самок зеленой колибри-отшельника клювы сильно отличаются. У самцов они более прямые, острые и прочные по строению. Прямой клюв – лучшее оружие. А изогнутый клюв самок позволяет удобнее доставать нектар из определенных цветов. Получается, что клюв самца – это не просто приспособление для еды, а боевая дубина, и такое разделение по полу (ученые называют это половым диморфизмом) сложилось именно из-за драк, а не из-за разной пищи.

Взрослые самцы-отшельники носят усиленные клювы, потому что дерутся постоянно, – говорит Рико-Гевара. – Инструмент один и тот же, но используют его совсем по-разному. Это отличный пример того, как много мы еще можем узнать о природных различиях между самцами и самками.

Результаты опубликовали в журнале Journal of Experimental Biology. Ученые взяли чучела из орнитологической коллекции музея Берка и сделали 3D-модели клювов. Потом измерили изгиб и углы. Вот что выяснили:

• Клюв самца прямее на 3% и острее на целых 69%.
• На конце клюва у самцов есть кинжаловидное острие, которого нет у самок.

Но различия не только во внешней форме. Компьютерная томография показала, что внутреннее строение клюва самца лучше передает силу удара, делает клюв крепче. Затем ученые устроили «компьютерные поединки»: моделировали удары клювами прямо и под углом, проверяя их на прочность.

Результаты испытаний:

Кроме того, прямой клюв самца позволяет бить под разными углами. Самцу не надо целиться идеально точно – его оружие прощает ошибки. Соавтор исследования Лукас Мэнсфилд, аспирант Мичиганского университета, говорит:

Это классный пример боевого оружия у птиц, которое отличается у самцов и самок. Обычно мы думаем про оленей и лосей с огромными рогами. А в мире птиц такое редкость. Здорово, что можно найти скрытое оружие.

Доступность метода

Чтобы сделать 3D-модели и провести компьютерную томографию, нужна дорогая аппаратура и софт. Обычная школьная лаборатория или даже рядовой университет без гранта не потянет. Но сами музейные образцы (чучела) – это бесплатный ресурс, если коллекция уже есть. С точки зрения повторения эксперимента: методику можно скопировать, но она останется дорогой. Маленький плюс – фотограмметрия (построение 3D-моделей по фото) дешевле полноценного микро-КТ.

Что было до этого и что теперь

Раньше считалось, что форма клюва у колибри подогнана под форму цветка: длинный цветок – длинный клюв, изогнутый – под изогнутый венчик. Это классическое правило, которое действует для многих видов. Новое исследование не опровергает это правило, а добавляет к нему важную деталь: у самцов зеленой колибри-отшельника эволюционный компромисс – клюв чуть менее удобен для цветка, зато хорош для драк.

Сравнение с аналогами

Прямые аналоги – исследования полового диморфизма у колибри с острыми клювами. Здесь уникальность в количественном расчете нагрузок: используют инженерные методы (тест на «потерю энергии деформации», нагрузку в 39% и 52,4%). Например, у похожих видов, таких как колибри-саблекрыл, тоже есть драки, но никто так подробно не считал прочность клюва через симуляцию ударов. Плюс это исследование – одно из немногих, где показали, что у самок оружие не развито вовсе, а разница чисто функциональная.

Критика исследования

Все расчеты сделаны на основе моделей, а не реальных драк. Ученые предполагают, что самцы бьют клювом так же, как симулировали в компьютере, – прямым тычком. Но в жизни колибри могут драться хаотично, бить сбоку, хватать за перья. Может оказаться, что прямота клюва на 3% – статистическая погрешность, а главную роль играет поведение, а не форма. Также выборка: сколько чучел взяли – неизвестно из пересказа, а это важно. если экземпляров мало, то 69% остроты могут быть случайностью. Без живых наблюдений за поединками нельзя окончательно доказать, что эволюция выбрала форму клюва именно из-за драк, а не из-за какой-то другой забытой причины.

Ранее ученые заявили, что колибри заняли в природе уникальную нишу.