Новые открытия опубликованы в Журнале экспериментальной биологии.
Возьмем, к примеру, коровьих птиц. Их яйца не похожи на яйца птиц-хозяев, «но большинство их хозяев не отвергают яйца паразитов», – сказал соавтор исследования Марк Хаубер, профессор эволюции, экологии и поведения в Университете штата Калифорния. я. и эксперт по паразитизму выводков. "Одно из объяснений состоит в том, что скорлупа коровьей яичной птицы слишком толстая и крепкая, чтобы клюв маленького хозяина не мог ее проткнуть."
Чтобы определить, повлияла ли сложность прокалывания яйца выводкового паразита на то, пыталась ли птица-хозяин выбросить его, Дэниел Кларк, студент бакалавриата, работающий в лаборатории Хаубера, объединился с другим профессором той же кафедры, Филипом Андерсоном, экспертом. в биомеханике колющих, рубящих и колющих ударов. Андерсон ранее изучал характеристики, которые способствуют режущей и дробящей способности зубов, а также проникающей способности клыков гадюки и шипов кактуса.
Команда использовала куриные яйца в экспериментах, потому что сбор и уничтожение яиц диких птиц было бы этически проблематичным и сложным для стандартизации. Исследователи хотели определить, какие элементы влияют на способность яйца выдерживать прокол.
«Факторами, которые мы специально рассмотрели в статье, были наличие гнезда, острота птичьего клюва и скорость, с которой она ударила по яйцу», – сказал Кларк.
Команда измерила энергию, необходимую для прокалывания яиц в разных условиях: с гнездом, поддерживающим яйцо, и без него, с колющим предметом, приближающимся к яйцам на высокой или низкой скорости, а также с тупыми или острыми предметами. Исследователи использовали острый конец гвоздя, чтобы имитировать острый клюв, а головку гвоздя – вместо тупого клюва. Эксперименты включали либо быстро вращающийся гвоздь на маятнике, либо устройство для испытания материалов, которое медленно вдавливало гвоздь в яйцо.
Исследователи заявили, что были удивлены, обнаружив, что тупой конец гвоздя лучше прокалывает яйцо, чем острый конец, особенно при ударе по яйцу с большей скоростью.
«Моя лаборатория провела много исследований по механике проколов и резки, но мы всегда изучали мягкие материалы, такие как кожа или мышцы», – сказал Андерсон. "Яичная скорлупа хрупкая – больше похожа на керамику, чем на кожу.
Если вы пытаетесь разбить что-то хрупкое, например стекло, разумнее использовать молоток, чем нож, так что этот результат не так удивителен, как казалось на первый взгляд."
Эксперименты также показали, что гнезда поглощают часть энергии удара ногтя, особенно когда гвоздь движется с меньшей скоростью.
«В эксперименте с медленным движением гнездо имело большое значение, но острота или тупость гвоздя имели меньшее значение», – сказал Кларк. "В быстром эксперименте гнездо имело меньшее значение, но острота гвоздя в конечном итоге имела большое значение."
Команда также обнаружила, что от многократных ударов по яйцам притупляется даже острый конец стального гвоздя.
«Это показывает, что биологические поверхности намного прочнее и долговечнее, чем мы думаем», – сказал Кларк.
Если быстрое клевание чужеродного яйца на дне гнезда повреждает его клюв, птица-хозяин может снизить свою способность прихорашиваться, плести собственное гнездо или кормить себя и своих птенцов. По словам исследователей, эти результаты дают ключ к разгадке факторов, влияющих на то, как птица-хозяин реагирует на прибытие чужеродного яйца в свое гнездо.
«Наши эксперименты помогают нам понять давнюю загадку, почему большинство хозяев коровьей птицы и ее заметного яйца не эволюционировали, чтобы выбросить паразитическое яйцо из гнезда», – сказал Хаубер.
Национальный научный фонд и Джозеф Б. Премия Хокса за исследования от США. я. поддержал это исследование.