Австралия – родина птичьей песни – буквально сочится сладкой энергией. В изобилии солнечного света растения вдоволь фотосинтезируют и производят много сахаров, но на обедненных питательными веществами почвах не могут их все метаболизировать и вынуждены раздавать излишки в виде нектара, которым пышут австралийские цветы, или манны, что точится из коры и листьев эвкалиптов. Насекомым, сосущим растительный сок, также приходится избавляться от лишнего сахара и выделять медвяную падь или лерп, ее кристаллизованный аналог. В столь калорийной среде птицы упитанны, умны, энергичны, певучи и крайне успешны: именно здесь, как показывают генетические исследования, зародились певчие воробьиные (Passeri) – самая многообразная группа пташек, составляющая половину видового разнообразия всех пернатых на Земле. Соловьи, свиристели, скворцы, вьюрки, вороны, виреоны – их общий предок жил и пел в Австралии, пел и пил богатый сахаром нектар, пил и пюл его сосочками на ловком язычке.
Вот только до недавнего времени считалось, что певчие птицы не способны чувствовать вкус сладкого. Большинство млекопитающих, включая и людей, распознают сладкие молекулы двучастными вкусовыми рецепторами, построенными с помощью двух генов – T1R2 и T1R3. Правда, у кошек, гиен, дельфинов, морских львов, а также у вампиров ген T1R2 неактивен и рецептор сладкого не работает – мясоеды и кровопийцы обычно не фанаты сладостей и способность ощущать их вкус утратили. То же самое могло произойти и с хищными динозаврами – у их нынешних пернатых потомков гена T1R2 нет, и первые птицы уж точно не были сластенами.
Но как же колибри, спросите вы. Они не певчие, не воробьиные, даже не воробьинообразные – они стрижеобразные, но не в этом соль (к тому же соль они не любят). Колибри обожают сладости, причем настолько, что откровенно брезгуют цветами, чей нектар недостаточно сладок для них. Гена T1R2 у колибри, как и у прочих птиц, нет. Как тогда они воспринимают сладкий вкус? В 2014 году орнитолог Мод Болдуин и биохимик Ясука Тода с коллегами выяснили, что под это дело колибри приспособили другой рецептор, обычно реагирующий на вкус умами («мясной» вкус глутамата натрия). Рецептор умами также состоит из двух частей, за которые отвечают два гена – T1R1 и T1R3, и благодаря мутациям в T1R3 колибри восстановили вкусовое ощущение, утраченное их динопредками. Причем у некоторых этот рецептор по-прежнему реагирует и на умами – эти пташки, как полагает Болдуин, могут не различать сладость и умамность. Ну как если бы яблочный сок и соевый соус были для вас идентичны на вкус.
Разобравшись с колибри, Болдуин и Тода переключились на медососов – крупных австралийских певчих птичек, охочих до нектара и фруктов. Как оказалось, у них тоже рецепторы умами реагируют на сладкое. И не только у них, но и – внезапно – у зерноядных канареек, насекомоядных синиц и у многих других певчих воробьиных! Только в отличие от колибри у них преимущественно мутировал ген T1R1: понадобилось 16 мутаций, чтобы умамность вдруг обратилась сладостью. Накапливались они постепенно и случайным образом, не снижая восприятия вкуса умами, но и не даруя новых, сладких ощущений – лишь полный набор из 16 мутаций позволил певчим птицам прочувствовать усладу язычком.
Научной группе удалось реконструировать предковые рецепторы ранних певчих пташек и даже воссоздать их в лаборатории и убедиться в том, что они реагируют на сахар. Похоже, певчие воробьиные были способны воспринимать сладкий вкус почти что с самого момента появления, около 30 млн лет назад, еще до радиации из Австралии, где тогда было значительно влажнее, чем сейчас. Позднее климат там стал суше, почвы обеднели и континент порос эвкалиптами с их сладкой манной, к употреблению которой местные птицы уже были преадаптированы. Лишняя энергия, черпаемая из этого нового источника, возможно, придала певчим воробьиным сил для миграции на другие континенты, где они обнаружили другие сладости, другие цветы, манившие нектаром насекомых – тоже, наверное, вкусных. Сладоточащая Австралия сама способствовала распространению своих пернатых деточек и их удивительному эволюционному успеху.
Кто знает, скольким певчие птицы обязаны своему скрытому таланту сладкоежки. Мод Болдуин сейчас пытается узнать, кто еще из певчих птиц способен воспринимать вкус сладкого. Быть может, плотоядные сорокопуты, эти любители насаживать крупных насекомых и мелких позвоночных на шипы растений и колючую проволоку перед потрошением, тоже еще не успели растерять заветные мутации и втайне лакомятся леденцом, насаженным на палочку? Случайно ли среди певчих воробьиных, колибри и попугаев так много нектароядных видов и в то же время видов, способных к вокальному научению? Не исключено, что сладкоголосое пение певчих пташек – это прямое эволюционное следствие пристрастия их мутировавших предков к сладкой жизни.
Текст: Виктор Ковылин. Научная статья: Science (Toda et al., 2021)
Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент с активной ссылкой на эту статью. С уважением, Батрахоспермум.
Вас также могут заинтересовать статьи:
Пернатые новинки 2020 года
Семенники птунов уменьшились в петле эволюции
Такого еще не было: без нектарника нектар!
Комментарии: