ทำไมนกถึงฟักไข่? §47 การสืบพันธุ์และพัฒนาการของนก

ตาม ความคิดที่ทันสมัยเกี่ยวกับนก ได้แก่ สัตว์เลือดอุ่นที่มีขน จงอยปาก และส่วนใหญ่บินได้ นกวางไข่และฟักไข่จนกว่าลูกหลานจะเกิด แต่ปรากฎว่าการฟักลูกไก่นั้นไม่น่าสนใจสำหรับทุกคน ในบรรดาตัวแทนของคลาสนี้มีนกตัวหนึ่งที่สร้างตู้ฟักจริงพร้อมระบบทำความร้อนและฉนวนกันความร้อนสำหรับลูกไก่ในอนาคต

ภาพ: ไก่ไข่ออสเตรเลีย

นี่คือไก่ไข่ที่อาศัยอยู่ในป่ายูคาลิปตัสกึ่งแห้งแล้งทางตอนใต้ของออสเตรเลีย แม้ว่าเธอจะไม่ได้ฟักไข่ แต่คุณไม่สามารถตำหนิเธอในเรื่องความเกียจคร้านได้ ค่อนข้างตรงกันข้าม พวกเขาสร้างรังที่ซับซ้อนสำหรับลูกไก่ของพวกเขา ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยการขุดหลุมขนาดใหญ่ เส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 3 เมตร และลึกประมาณหนึ่งเมตร หลังจากเสร็จสิ้นขั้นตอนนี้ ไก่จะรวบรวมหญ้า กิ่งไม้ และวัสดุจากพืชอื่นๆ จากทั่วบริเวณ ความมั่งคั่งทั้งหมดนี้ถูกวางไว้ด้านล่างอย่างระมัดระวัง และทันทีที่ฝนตกทำให้ซากพืชเปียกโชก ไก่ก็จะเริ่มระยะที่สอง ตัวผู้จะคลุมชั้นอินทรีย์ด้วยทราย บนยอดเขาอันแปลกประหลาดแห่งนี้มีสถานที่สำหรับวางไข่ โดยพื้นฐานแล้วรังดังกล่าวจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5-6 ม. แต่ตัวผู้ที่ขยันโดยเฉพาะจะสร้างตู้ฟักได้กว้างถึง 10 เมตร และที่ฐานจะได้รับความร้อนตามธรรมชาติ: ชั้นของอินทรียวัตถุสลายตัวปล่อยความร้อนออกมาในระหว่างการเน่าเปื่อยและทำให้มั่นใจได้ว่าอุณหภูมิภายในโครงสร้างจะคงที่ (ประมาณ 33 องศา) หลังจากเริ่มก่อสร้าง 6-7 เดือน ตู้ฟักก็พร้อมสมบูรณ์ และตัวเมียจะวางไข่ นี่อาจเป็นรังที่ยาวที่สุดในการสร้าง

ในภาพ: ผู้ชายที่ทำงาน

หลังจากวางไข่แล้ว ตัวผู้จะตรวจสอบอุณหภูมิเป็นประจำโดยเอาจะงอยปากเข้าไปข้างใน หากจำเป็นก็จะสร้างสิ่งที่จำเป็น ระบอบการปกครองของอุณหภูมิเติมทรายหรือในทางกลับกันเอาส่วนหนึ่งของ “ฉนวน” ออก พ่อที่เอาใจใส่จะกินและนอนใกล้รัง โดยไม่ทิ้งภาระไว้แม้แต่นาทีเดียว ตัวอย่างพ่อที่เอาใจใส่ของครอบครัว! ลูกไก่จะเกิดหลังจากผ่านไป 2-3 เดือนและเดินขึ้นมาเอง พวกเขาเกิดมาค่อนข้างเป็นอิสระและราวกับรู้สึกขอบคุณสำหรับการดูแลระยะยาวก่อนที่จะปรากฏตัว เกือบจะในทันทีที่ออกจากบ้านพ่อ แล้วพ่อแม่ล่ะ? หลังจากพักผ่อนได้สักสองสามเดือน แม่ไก่ไข่ 2 ตัวก็เริ่มสร้างรังใหม่ และกระบวนการอันชาญฉลาดทั้งหมดก็เกิดขึ้นซ้ำอีกครั้ง

แต่ทำไมนกเหล่านี้ถึงสร้างรังที่น่าทึ่งเช่นนี้? ท้ายที่สุดแล้ว การฟักไข่ได้ง่ายกว่ามากและในแง่ของเวลาก็เร็วกว่าอย่างไม่มีที่เปรียบ ตามที่นักชีววิทยากล่าวไว้ ทุกอย่างเกี่ยวกับวิถีชีวิตของนกเหล่านี้ พวกเขาอาศัยอยู่บนพื้นดิน หาอาหารที่นี่ และบินค่อนข้างน้อย แม้ว่าพวกเขาจะสามารถทำได้ก็ตาม บางทีกลไกดังกล่าวอาจรวมอยู่ในพวกมันเมื่อหลายพันปีก่อน เมื่อสภาพอากาศเย็นลง และเพื่อเพิ่มอัตราการรอดชีวิตของลูกหลาน พวกเขาจึงเริ่มสร้างรังที่ซับซ้อนเช่นนี้ บางทีนี่อาจทำไปบางส่วนเพื่อปกป้องจากศัตรู: การค้นหาไข่ที่อร่อยสำหรับผู้ล่าในกองทรายและเศษซากพืชนั้นยากกว่าการค้นหาพวกมันในรังในทราย แต่ไม่ว่าเหตุผลใดของการสร้างรังที่ผิดปกติเช่นนี้ พวกมันก็เกิดผล และนกเหล่านี้มีชีวิตรอดมาจนถึงทุกวันนี้เพื่อสร้างความประหลาดใจและความพึงพอใจให้กับเราด้วยการดูแลลูกหลานของพวกมันด้วยความคารวะ

ไข่จะมีลักษณะกลมหรือยาวขึ้นอยู่กับว่านกชอบบินหรือไม่

อย่างไรก็ตาม ไข่นกนั้นยากที่จะสับสนกับสิ่งอื่น รูปร่างพวกเขายังคงมีความหลากหลายค่อนข้างมาก และถ้าทุกอย่างชัดเจนด้วยการระบายสี - สีของเปลือกทำให้มองไม่เห็นไข่และยิ่งไปกว่านั้นหากไม่มีพ่อแม่ - ดังนั้นด้วยรูปแบบก็ไม่มีความชัดเจนเช่นนั้น

และมีรูปร่างคล้ายไข่ ประเภทต่างๆอาจมีความแตกต่างกันค่อนข้างมาก เช่น ในลุยน้ำ ไข่ที่ปลายด้านหนึ่งแคบมากจนดูเหมือนลูกแพร์ ในนกฮูก ไข่มีลักษณะเป็นทรงกลมและมีลักษณะคล้ายลูกเทนนิส และในนกฮัมมิ่งเบิร์ดจะมีรูปทรงถั่ว ไข่ทุกฟองมีหน้าที่เหมือนกัน คือ เพื่อปกป้องและบำรุงลูกไก่ในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อน ซึ่งหมายความว่ารูปแบบที่หลากหลายเกิดขึ้นด้วยเหตุผลที่ไม่เกี่ยวข้องบางประการ

แมรี สต็อดดาร์ต ( แมรี่ สต็อดดาร์ด) จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน และพระลักษมีนารายณ์มหาเทวัน ( ลักษมีนารายณ์ มหาเทวัน) จาก Harvard พร้อมด้วยเพื่อนร่วมงานจากที่อื่น ศูนย์วิทยาศาสตร์วิเคราะห์รูปทรงเรขาคณิตของไข่เกือบ 50,000 ฟองจากนก 1,400 สายพันธุ์ นักวิจัยยังได้พัฒนาอีกด้วย โปรแกรมพิเศษด้วยความช่วยเหลือซึ่งทำให้สามารถระบุได้อย่างแม่นยำว่าไข่แต่ละฟองแตกต่างจากลูกบอลในอุดมคติมากน้อยเพียงใด

ดังที่เรากล่าวไปแล้วไข่มีความแตกต่างกันมาก ยาวมาก ไม่ยาวมาก มีปลายแหลม ฯลฯ และลักษณะทางเรขาคณิตต่างๆ ถูกรวมเข้าด้วยกันในลักษณะที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม ปรากฎว่าในโลกนี้ไม่มีไข่ที่สั้นและแหลม นั่นคือไม่มีนกสักตัวเดียวที่วางไข่ที่ดูเหมือนบอลลูน

จริงๆ แล้วรูปร่างของไข่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับเปลือกของมันเอง แต่ขึ้นอยู่กับเยื่ออ่อน - เยื่อหุ้มชั้นย่อยซึ่งเริ่มแรกบรรจุเนื้อหาทั้งหมดของไข่ เปลือกจะปรากฏขึ้นในภายหลังเมื่อไข่ได้ก่อตัวแล้ว เยื่อหุ้มเซลล์มีส่วนที่หนากว่าและหนาน้อยกว่า บางจุดยืดออกมากกว่า บางจุดอ่อนกว่า ทั้งหมดนี้เพื่อให้แข็งแรงพอที่จะทนต่อแรงกดดันจากภายในไข่เมื่อมันเติบโตและพองตัวในบริเวณอวัยวะเพศของนก ตามการคำนวณแสดงให้เห็นว่ารูปทรงเรขาคณิตที่หลากหลายเหมาะสำหรับสิ่งนี้ อย่างไรก็ตาม ตามทฤษฎีแล้ว ปรากฎว่าหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาดังกล่าวอาจเป็นรูปร่างของบอลลูน ขณะเดียวกันอย่างที่เราบอกไปแล้วว่าไม่มีไข่แบบนี้ในธรรมชาติ

จากนั้นนักวิจัยก็พยายามเปรียบเทียบไข่กับพฤติกรรมของนก ในบรรดาหลายพันสายพันธุ์ที่ได้รับการคัดเลือกเพื่อการวิเคราะห์ มีความเป็นไปได้ที่จะระบุกลุ่มต่างๆ ที่มีรูปร่างคล้ายไข่ได้ อย่างไรก็ตาม ไม่มีความสัมพันธ์ระหว่างรูปร่างและประเภทของรัง หรือการเลือกสถานที่วางไข่ หรือจำนวนไข่ในเงื้อมมือ (แม้ว่าทั้งสองอย่างมักจะถูกหยิบยกมาเป็นคำอธิบายสำหรับรูปทรงเรขาคณิตของไข่ที่หลากหลาย) พบความบังเอิญในอีกทางหนึ่ง: ปรากฎว่ารูปร่างของไข่มักจะสอดคล้องกับพารามิเตอร์ของปีกซึ่งเป็นอัตราส่วนของความยาวและความกว้าง

ความยาวและความกว้างของปีกเป็นตัวกำหนดรูปแบบการบิน กล่าวคือ รูปทรงของไข่ขึ้นอยู่กับวิธีที่นกบิน ผู้ที่บินได้ดีและใช้เวลาอยู่บนอากาศเป็นเวลานาน (เช่น อัลบาทรอสและนกฮัมมิ่งเบิร์ด) จะมีไข่ที่ยาวและไม่สมมาตร หากนกบินขึ้นไปในอากาศอย่างไม่เต็มใจ ใช้เวลาส่วนใหญ่บนพื้นหรือบินเป็นระยะทางสั้นๆ จากพุ่มไม้หนึ่งไปอีกพุ่มไม้หนึ่งและจากต้นไม้หนึ่งไปอีกต้นหนึ่ง (เช่น นกแต้วแล้วแอฟริกันและนกโทรกอน) ไข่ของพวกมันก็จะกลมมากขึ้น หากต้องการวางไข่ทรงกลมอย่างสงบ เราจำเป็นต้องมีท่อนำไข่ที่กว้างและกระดูกเชิงกรานที่กว้าง แต่หากเราต้องการบินอย่างรวดเร็วและเคลื่อนที่ได้ ร่างกายจะต้องเบาและยาวขึ้น และกระดูกเชิงกรานที่กว้างก็ไม่เหมาะสมเลย (สมมุติว่านกที่ว่ายน้ำและดำน้ำบ่อยๆ ก็เช่นเดียวกัน - พวกมันต้องมีรูปร่างที่แคบและเพรียวด้วย)

นั่นคือการผสมผสานระหว่างการยืดและความแหลมต่างๆ ล้วนเป็นผลมาจากความพยายามที่จะรวมความต้องการท่อนำไข่แคบเข้ากับความจำเป็นในการจัดหาสารอาหารให้กับไข่ในปริมาณที่เพียงพอ การรวมกันของรูปร่างทรงกลมที่มีปลายแหลม (เช่นบอลลูนฉาวโฉ่) กลายเป็นว่าไม่มีความหมาย - ความแหลมจะให้ข้อได้เปรียบก็ต่อเมื่อไข่นั้นยาวขึ้นเช่นกัน ถ้านกบินได้น้อยและสามารถจ่ายไข่ทรงกลมได้ ปลายแหลมก็จะไร้ประโยชน์เพราะจะลดปริมาตรของไข่

นกมีความแตกต่างกันมาก - บิน วิ่ง ว่ายน้ำ ตั้งแต่นกฮัมมิงเบิร์ดตัวเล็กไปจนถึงนกกระจอกเทศตัวใหญ่ แต่พวกมันทั้งหมดมีความสามารถในการวางไข่และฟักออกมาเหมือนกัน

นกไม่สามารถมีลูกหลานในตัวเองได้ เช่นเดียวกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เพราะ... น้ำหนักของมันจะเพิ่มขึ้นมากจนไม่สามารถบินได้ จึงถูกบังคับให้วางไข่เพื่อให้สามารถบินหาอาหารเองได้ในขณะที่ตัวอ่อนจะพัฒนาอย่างเงียบ ๆ ในไข่

การผลิตและการฟักไข่เป็นกระบวนการที่ต้องใช้ทั้งวัสดุ พลังงาน และใช้เวลานาน ดังนั้นคำถามจึงเกิดขึ้นตามธรรมชาติ: เหตุใดธรรมชาติในกรณีนี้จึงมีค่าใช้จ่ายจำนวนมากเช่นนี้? ทำไมไข่ต้องมีเปลือกมะนาว และทำไมนกต้องฟักออกมาเป็นเวลานาน ท้ายที่สุดแล้ว กลไกการสืบพันธุ์ที่มีราคาถูกกว่าก็เป็นไปได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น สัตว์เลื้อยคลานก็วางไข่เช่นกัน แต่ตามกฎแล้วเปลือกของพวกมันจะเหนียวเหนอะหนะและไม่มีเกลือแคลเซียมซึ่งร่างกาย ผู้ใหญ่พวกเขามักจะต้องการไข่ด้วยตัวเองและพวกเขาไม่ได้ฟักไข่เป็นเวลานานเพียงแค่วางมันไว้ในโพรงหรือใต้วัตถุต่าง ๆ

ไข่นกจะถูกปกคลุมไปด้วยเปลือกปูนแข็งภายในเวลาประมาณ 20 ชั่วโมง ต่อมเปลือกเป็นส่วนหนึ่งของท่อนำไข่ของนกซึ่งหลั่งสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงของแร่ธาตุต่างๆ ได้แก่ แคลเซียมคลอไรด์ โซเดียมไบคาร์บอเนต โซเดียมคลอไรด์ โพแทสเซียมคลอไรด์ และโปรตีน การก่อตัวของเปลือก (แร่ธาตุ) จะมาพร้อมกับการตกตะกอนของผลึกแคลเซียมคาร์บอเนตและไกลโคโปรตีนบนเยื่อหุ้มชั้นนอกของไข่ หลังจากวางไข่แล้ว ระยะฟักตัวจะเริ่มขึ้น สำหรับไข่ส่วนใหญ่ อุณหภูมิในการฟักไข่ที่เหมาะสมจะค่อนข้างสูง สำหรับไข่ไก่ อุณหภูมิอยู่ที่ 37-39°C นกกระทาและ ไข่เป็ด 37-38°ซ. แม้ว่าไข่ของนกเพนกวินละติจูดเย็น อุณหภูมิ 31-32°C ก็เพียงพอแล้ว ระยะฟักตัวสามารถอยู่ได้ตั้งแต่ 11 วัน (สำหรับนกกระจอก) ถึง 85 วัน (อัลบาทรอส) ตลอดเวลานี้ นกส่วนใหญ่จะปล่อยคลัตช์ไว้เพื่อหาอาหารเพียงช่วงสั้นๆ เท่านั้น แล้วทำไมพวกมันถึงไม่ทิ้งไข่ไว้ในรัง ซึ่งมักอยู่สูงตามต้นไม้ โขดหิน และสถานที่อื่นๆ ที่ผู้ล่าเข้าถึงได้ยาก? ทำไมนกถึงฟักไข่?

ดูเหมือนว่าคำตอบนั้นชัดเจน - เพื่อรักษาอุณหภูมิการฟักตัวให้สูงอย่างต่อเนื่อง และถึงแม้ว่าเป็นเรื่องปกติที่สัตว์เลื้อยคลานจะทิ้งไข่ไว้เพื่อพัฒนาที่อุณหภูมิแวดล้อม แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้นในนก สัตว์เลื้อยคลานและจระเข้หลายชนิดไม่จำเป็นต้องใช้อุณหภูมิสูงในการพัฒนาไข่ ใช่ กระบวนการฟักตัวจะเพิ่มขึ้น แต่ก็สามารถเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำลงเช่นกัน ถ้าอย่างนั้น เหตุใดนกบางชนิดในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูง เช่น ในแอฟริกา จึงไม่ละทิ้งการฟักไข่?

ดังนั้น จระเข้ตัวเมียจะวางไข่ในทรายบริเวณน้ำตื้น หรือฝังไว้ในรังที่ทำจากโคลนและใบไม้ที่เน่าเปื่อย ตัวเมียมักจะอยู่ใกล้คลัตช์ เพื่อปกป้องไข่จากศัตรู อุณหภูมิในรังอยู่ระหว่าง 31-34 °C งูส่วนใหญ่วางไข่ในโพรงหรือโพรง ใต้ก้อนหินหรือต้นไม้ที่ล้มลง โดยไม่ได้สนใจลูกหลานของมันเลย แม้ว่าในหมู่สัตว์เลื้อยคลานบางครั้งก็มีพ่อแม่ที่ "รับผิดชอบ" มากกว่าที่ไม่ละทิ้งไข่พร้อมกับตัวอ่อนไปสู่ความเมตตาแห่งโชคชะตา ตัวอย่างเช่น งูหลามตัวเมียพันคลัตช์ไว้รอบ ๆ วงแหวนหลายวงของร่างกาย และไข่ในขณะที่พวกมันซ่อนอยู่ใต้หมวกของแม่ก็ปลอดภัยอย่างสมบูรณ์ และในขณะเดียวกัน อุณหภูมิของไข่ก็เพิ่มขึ้น 10-15 ° C เหนืออุณหภูมิโดยรอบ

ยิ่งไปกว่านั้น ไข่ของสัตว์เลื้อยคลานส่วนใหญ่จะถูกหุ้มด้วยเปลือกหนังด้านนอก และมีเพียงบางกลุ่มเท่านั้นที่สามารถวางมะนาวบนพื้นผิวของไข่ได้ นอกจากนี้ยังพบได้ในจระเข้และเต่าบางชนิดด้วย คำอธิบายตามปกติสำหรับความจำเป็นในการใช้เปลือกมะนาวแข็งคือ เพื่อปกป้องกลไกและป้องกันไม่ให้ไข่แห้ง แต่ในขณะเดียวกันไข่จิ้งจกก็ไม่มีเปลือกปูน แต่ค่อนข้างแข็งและเป็นหนังซึ่งป้องกันไม่ให้ไข่แห้งอย่างสมบูรณ์แบบแม้ในทะเลทรายที่ร้อนระอุ และความกดดันทางกลจากนกที่ไม่หนักตามธรรมชาติไม่น่าจะทำให้ตัวอ่อนได้รับบาดเจ็บสาหัสระหว่างการฟักตัว ตัวอย่างเช่น ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม การเสียรูปเล็กน้อยของตัวอ่อนและทารกในครรภ์ภายในร่างกายของแม่ในระหว่างการคลอดหรือการออกกำลังกายเป็นเรื่องปกติ ซึ่งปลอดภัยอย่างยิ่งและยังเป็นประโยชน์ต่อพวกมันด้วยซ้ำ

อย่างไรก็ตาม ไข่นกได้รับการตั้งโปรแกรมทางพันธุกรรมเพื่อให้ใช้อุณหภูมิในการฟักสูงเท่านั้นจึงจะพัฒนาได้ นี่คือสิ่งที่บังคับให้นกต้องนั่งบนไข่เป็นเวลานาน มิฉะนั้นนกเหล่านี้จะไม่มีลูกหลาน ขณะเดียวกันก็ต้องรักษา อุณหภูมิสูงเพื่อการพัฒนาของเอ็มบริโอที่รวดเร็วยิ่งขึ้นในระหว่างการฟักตัว ซึ่งแน่นอนว่ามาพร้อมกับการปกป้องไข่จากผู้ล่าด้วย

ในความคิดของฉัน คำอธิบายแบบคลาสสิกเกี่ยวกับการมีอยู่ของเปลือกปูนป้องกันและการฟักไข่ไม่ได้คำนึงถึงปัจจัยอื่นซึ่งเป็นแรงผลักดันที่สำคัญที่สุดในการวิวัฒนาการของสัตว์โลกบนโลกนั่นคือรังสี ความจริงก็คือในบางครั้งโลกของเราต้องเผชิญกับกระแสรังสีไอออไนซ์ที่รุนแรง ผลกระทบนี้มักจะค่อนข้างยาวนาน ประมาณหนึ่งปี บางครั้งอาจถึงสองปี ซึ่งรวมถึงความเป็นไปได้ที่สิ่งมีชีวิตจะใช้วิธีการสุ่มที่ง่ายและสุ่มเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบที่เป็นอันตราย กลไกการป้องกันดังกล่าวจะต้องเป็นระบบและโครงสร้างซึ่งส่งผลต่อหลักการพื้นฐานของโครงสร้างของร่างกายและการทำงานของมัน

ขึ้นอยู่กับความแรงของรังสี ทำให้เกิดการกลายพันธุ์หรือแม้กระทั่งการเสียชีวิต (ด้วยการฉายรังสีที่รุนแรง) ของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด คาบของการแผ่รังสีที่ทรงพลังดังกล่าวมักจะเป็นเวลาหลายล้านปี เอกสารทางวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่งเกี่ยวกับการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่บนโลกได้ค้นพบช่วงเวลา 26-27 ล้านปี ดังนั้น ความจริงที่ว่าในระหว่างการดำรงอยู่ของมนุษยชาติ การแผ่รังสีอันทรงพลังดังกล่าวไม่ได้รับการอธิบายไว้ในประวัติศาสตร์ สามารถอธิบายได้ด้วยระยะเวลาทางธรณีวิทยาที่ค่อนข้างสั้นของการดำรงอยู่ของมนุษยชาติหลายพันปี อย่างไรก็ตาม ปัจจัยด้านรังสีมักไม่นำมาพิจารณาในบรรพชีวินวิทยาคลาสสิก

บรรพบุรุษของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกนี้ รวมถึงนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ต้องเผชิญกระแสรังสีอันทรงพลังในช่วงเวลาต่างๆ ของการดำรงอยู่ สาเหตุอาจเป็นการเพิ่มขึ้นของความเข้มของการไหลของรังสีคอสมิกอันทรงพลัง (เช่น จากความผันผวนของดวงอาทิตย์ หรือจากการระเบิดของซุปเปอร์โนวาในบริเวณใกล้เคียง) หรือการลดลง หรือแม้แต่การหายไปของม่านป้องกันตามธรรมชาติของดาวเคราะห์ เช่นชั้นโอโซนในชั้นบรรยากาศและสนามแม่เหล็กโลก นอกจากนี้ ภัยพิบัติทางธรรมชาติ เช่น การปะทุเป็นเวลานาน ก็สามารถนำไปสู่การทำลายชั้นโอโซนได้ ภูเขาไฟที่ทรงพลังหรือการตกของอุกกาบาตขนาดใหญ่ซึ่งมักจะมาพร้อมกับการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ปริมาณมากฝุ่นละอองขนาดเล็กสู่ชั้นบรรยากาศบนที่สูง

รังสีไอออไนซ์มีผลในการทำลายต่อเอ็มบริโอของนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมากกว่าในสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มวัย ดังนั้นก่อนอื่นเลยคือพวกเขาเองที่ธรรมชาติพยายามปกป้องให้ดีขึ้น ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม การพัฒนาตัวอ่อนและทารกในครรภ์จะซ่อนอยู่ภายในร่างกายของมารดา และในระยะเริ่มต้นของการพัฒนาที่เปราะบางที่สุด - ในช่องอุ้งเชิงกราน ซึ่งมีการป้องกันทุกด้านด้วยกระดูกเชิงกราน ในนกเปลือกไข่ที่เป็นปูนซึ่งมีเกลือแคลเซียมจะทำให้รังสีไอออไนซ์อ่อนลงโดยมีบทบาทเป็นตัวกรองชนิดหนึ่ง ยิ่งกว่านั้นขนาดของการอ่อนตัวลงนี้ขึ้นอยู่กับความหนาของเปลือกปูนของไข่ แต่นกไม่สามารถคลุมไข่ด้วยเกลือแคลเซียมขนาดใหญ่มากได้ ประการแรก แคลเซียมสำรองจำนวนมากเช่นนี้ไม่มีอยู่ในร่างกายของนกในปริมาณที่เพียงพอเพราะว่า เธอต้องการมันสำหรับระบบโครงกระดูกของเธอเอง ประการที่สอง ลูกไก่จะไม่สามารถฟักออกจากไข่ที่มีเปลือกหนามากได้ ดังนั้นร่างกายของนกจึงมีจุดมุ่งหมายเพื่อใช้เป็นเกราะป้องกันเพิ่มเติมสำหรับไข่ โดยจะบังไข่จากด้านบนจากการแผ่รังสีที่มาจากอวกาศ นกเกือบทั้งหมด ยกเว้นนกกาเหว่า ฟักไข่ ในกรณีนี้ นกสามารถแยกออกจากไข่ได้เพียงช่วงระยะเวลาสั้นๆ เท่านั้น ซึ่งจะเพิ่มปริมาณรังสีไปยังไข่เล็กน้อย

สำหรับการเขียนโปรแกรมอัตโนมัติที่เข้มงวดของกลไกการฟักไข่ ธรรมชาติได้เลือกพารามิเตอร์เซลล์ที่สำคัญที่ควบคุมได้ง่ายที่สุดและในขณะเดียวกันก็เลือกอุณหภูมิของกิจกรรมชีวิตที่เหมาะสมที่สุด ความจริงก็คือว่าพารามิเตอร์นี้สามารถควบคุมทางพันธุกรรมได้ง่ายและตั้งโปรแกรมไว้สำหรับคนรุ่นต่อๆ ไป ด้วยวิธีนี้ จึงเป็นไปได้ที่จะตั้งโปรแกรมทางพันธุกรรมให้เอ็มบริโอพัฒนาตามปกติที่อุณหภูมิที่กำหนดในช่วงเวลาหนึ่งระหว่างการพัฒนา

ตัวอย่างเช่น ในแบคทีเรียเทอร์โมฟิลิกเซลล์เดียว ความเป็นไปได้ของการดำรงอยู่อย่างสบายที่อุณหภูมิ +60–+75°C เมื่อแบคทีเรียตัวอื่นตาย ถูกสร้างขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในโครงสร้างหลัก ในการขนส่งและไรโบโซมอล RNA ของเทอร์โมไฟล์ เนื้อหาของกัวนีนและไซโตซีนจะเพิ่มขึ้นเพราะ คู่เบสนี้ทนความร้อนได้ดีกว่าคู่อะดีนีน-ยูราซิล การปรับตัวทางพันธุกรรมและชีวเคมีของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในสภาพความเป็นอยู่สามารถทำได้ในลักษณะต่างๆ เช่น การควบคุมการแสดงออกของยีน การเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมการทำงานของเอนไซม์ การแทนที่ไอโซเอนไซม์บางชนิดด้วยไอโซเอนไซม์บางชนิด การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของเอนไซม์ในเซลล์และเนื้อเยื่อ และการเคลื่อนตัวของสถานะผลึกเหลวของเมมเบรน เซลล์สามารถสังเคราะห์เอนไซม์ได้หลายรูปแบบ ซึ่งมีการทำงานคล้ายคลึงกัน แต่มีน้ำหนักโมเลกุลต่างกัน และความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับอุณหภูมิที่ต่างกัน การสังเคราะห์รูปแบบเหล่านี้ถูกเข้ารหัสโดยตำแหน่งยีนต่างๆ และเรียกว่าไอโซไซม์ (ไอโซไซม์)

ดังนั้นแม้แต่อุณหภูมิของการฟักตัวที่เหมาะสมที่สุดก็ยังถูกปรับจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นในช่วงเริ่มต้น เมื่ออันตรายจากความเสียหายของรังสีต่อเซลล์ตัวอ่อนมีสูงขึ้นในระยะแรกของการพัฒนาที่อันตรายที่สุด ให้เป็นอุณหภูมิที่ต่ำลงในระยะหลังของการพัฒนา . สิ่งนี้จะบังคับให้นกต้องนั่งนานขึ้นในระยะฟักตัวช่วงแรกๆ และเมื่อสิ้นสุดการฟักตัว ก็สามารถแยกออกจากไข่ได้นานขึ้น ดังนั้นคู่มือเกษตรกรจึงระบุว่าในช่วงแรกของการฟักไม่ควรรบกวนไก่เลย และในช่วงฟักไข่หลัก การเดินให้อาหาร ดื่ม และอาบน้ำ ไม่ควรเกิน 20 นาที ในกรณีนี้ ลูกหลานของเธอมีชีวิตรอดได้ในจำนวนที่มากขึ้นและคุณลักษณะของพฤติกรรมของพวกเขาได้รับการแก้ไขและรักษาไว้ทางพันธุกรรมโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

ในกระบวนการวิวัฒนาการ นกไม่มีโอกาสฝังไข่ลงดิน ซึ่งต่างจากสัตว์เลื้อยคลาน เช่น เพื่อช่วยพวกมันจากรังสีคอสมิก เพราะในกรณีนี้ ไข่ของพวกมันอาจตกเป็นเหยื่อของงูและกิ้งก่าชนิดเดียวกันได้อย่างง่ายดาย . นกมักจะสร้างรังบนต้นไม้หรือภูเขา ซึ่งวิธีเดียวที่จะปกป้องไข่จากรังสีจากท้องฟ้าได้คือการคลุมรังไว้ด้วยร่างกายของคุณ และระบอบอุณหภูมิที่เหมาะสมซึ่งไข่มีพัฒนาการที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งใกล้เคียงกับอุณหภูมิร่างกายของนก บังคับให้นกฟักไข่ตลอดทุกชั่วอายุคน โดยไม่มีข้อยกเว้น ปัจจัยอุณหภูมิที่ตั้งโปรแกรมไว้ทางพันธุกรรมของการพัฒนาไข่ช่วยลดความอ่อนแอของปฏิกิริยาสะท้อนกลับของนกที่ไม่มีเงื่อนไขในการฟักไข่ และแม้ว่าจะไม่มีภัยพิบัติทางธรรมชาติที่สำคัญมาเป็นเวลาหลายล้านปีพร้อมกับการแผ่รังสีพื้นหลังที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ แต่คุณลักษณะทางพันธุกรรมตามอุณหภูมิของการพัฒนาตัวอ่อนนกไม่อนุญาตให้นกเปลี่ยนอัลกอริทึมพฤติกรรมและปฏิเสธที่จะฟักไข่ที่ อย่างน้อยที่สุดแม้แต่กับแต่ละสายพันธุ์ และปัจจุบันนกทุกชนิดกำลังฟักไข่และพร้อมที่จะเผชิญและเอาชีวิตรอดจากภัยพิบัติระดับโลกที่เกี่ยวข้องกับรังสีคอสมิกหากเกิดขึ้นเพราะ... บรรพบุรุษของพวกเขาเคยประสบภัยพิบัติคล้าย ๆ กันมาแล้วหลายครั้งในอดีต

ตามมุมมองสมัยใหม่เกี่ยวกับวิวัฒนาการของนก พวกมันเป็นลูกหลานของไดโนเสาร์ที่สูญพันธุ์ไปเมื่อประมาณ 66 ล้านปีก่อน ความจริงที่ว่านกไม่ได้สูญพันธุ์ เหนือสิ่งอื่นใดสามารถอธิบายได้ด้วยกลไกพิเศษในการปกป้องไข่ของพวกมันจากรังสีไอออไนซ์ และแม้ว่าไข่ไดโนเสาร์ก็เหมือนกับไข่นก ที่ถูกปกป้องด้วยเปลือกปูน นอกจากนี้ พวกมันยังอาจปกป้องไข่ของมันจากสัตว์นักล่าด้วย เพราะ... พบฟอสซิลไดโนเสาร์จำนวนมากใกล้กับเงื้อมมือของไข่เหล่านี้ แต่ไดโนเสาร์สายพันธุ์ส่วนใหญ่ก็มีเช่นกัน ขนาดใหญ่และไม่สามารถฟักไข่ได้เนื่องจากน้ำหนักของมันเอง นอกจากนี้ ไดโนเสาร์โตเต็มวัยยังขาดการปกป้องอวัยวะเม็ดเลือดและระบบภูมิคุ้มกันจากรังสีที่เป็นอันตรายซึ่งเป็นสาเหตุของการสูญพันธุ์ เพียงไม่กี่เท่านั้น แต่ละสายพันธุ์ไดโนเสาร์มีชีวิตรอดมาจนถึงทุกวันนี้ในรูปแบบที่ดัดแปลงเล็กน้อย ตัวอย่างเช่นจระเข้ซึ่งใช้เวลาส่วนใหญ่อยู่ในน้ำความหนาที่สามารถทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันรังสีคอสมิกได้ และโดยปกติพวกมันจะฝังไข่ไว้ในทราย เช่นเดียวกับเต่า ซึ่งได้รับการปกป้องอย่างดีจากรังสีคอสมิกด้วยเปลือกกระดูกหนาซึ่งมีเกลือแคลเซียมอยู่ด้วย

ต่อจากนั้นหลังจากการตายของไดโนเสาร์นกก็เข้ามาครอบครองระบบนิเวศน์ที่เป็นอิสระจากไดโนเสาร์บินได้ (เรซัวร์) และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมก็เข้ายึดครองระบบนิเวศน์ที่รกร้างว่างเปล่าบนโลก

เมื่อพิจารณาถึงสิ่งที่กล่าวมาข้างต้นแล้วก็ชัดเจนว่าเหตุใดในกระบวนการวิวัฒนาการไข่จึงพัฒนาเปลือกปูน ท้ายที่สุดแล้ว ทูนิกา อัลบูจิเนียสามารถมอบความแข็งและความแข็งแกร่งให้กับเปลือกได้มากขึ้น ซึ่งประกอบด้วยไคตินโพลีเมอร์ธรรมชาติที่มีความแข็งแรงสูง เป็นต้น แต่เปลือกดังกล่าวไม่สามารถปกป้องเอ็มบริโอของนกจากรังสีไอออไนซ์ได้เลย

ตรงข้ามกับกลไกที่อธิบายไว้ในบทความนี้ การลดอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดในการพัฒนาเซลล์เพื่อเพิ่มระดับรังสีภายนอกที่ธรรมชาติใช้ในไข่ประเภทอื่น ได้แก่ ในลูกอัณฑะของผู้ชาย แต่นี่เป็นหัวข้อสำหรับบทความแยกต่างหาก

ภารกิจที่ 1. เติมช่องว่างในข้อความ

อวัยวะสืบพันธุ์ของนกตัวผู้คืออัณฑะ อวัยวะสืบพันธุ์ของนกเพศเมียคือรังไข่ การปฏิสนธิในนกเป็นเรื่องภายใน ตามกฎแล้วในนกตัวเมียรังไข่ด้านซ้ายจะทำหน้าที่ การปฏิสนธิของไข่เกิดขึ้นในท่อนำไข่ จริงๆแล้วถือว่าเป็นไข่ ไข่ที่ปฏิสนธิ- การแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่างตัวอ่อนที่กำลังพัฒนาและ สิ่งแวดล้อมเกิดขึ้นผ่าน รูขุมขนด้วยกล้องจุลทรรศน์- นกที่ฟักออกมาเป็นลูกไก่อิสระ เรียกว่า นกพ่อแม่พันธุ์ นกที่เลี้ยงลูกไก่เป็นเวลานานเรียกว่ารังนก

ภารกิจที่ 2 สำรวจโครงสร้างของไข่นก

1. พิจารณารูปร่าง ไข่ไก่- แบ่งเปลือกออกแล้วเทเนื้อหาของไข่ลงในถ้วยเอตริ เก็บเปลือกไว้.

2. ตรวจสอบไข่ขาวและไข่แดง มองหาเส้นใยที่หนาแน่นในโปรตีน เขียนว่ามาจากส่วนไหนของไข่

สายไฟยื่นออกมาจากเมมเบรนไวเทลลีน

3. หาจุดกลมๆ สีขาวบนไข่แดง - แผ่นเชื้อโรค มันอยู่ที่ไหน? อธิบายความสำคัญเชิงหน้าที่ของตำแหน่งของแผ่นดิสก์เชื้อโรคนี้

แผ่นเชื้อโรคตั้งอยู่ใกล้กับแหล่งความร้อน เมื่อนกนั่งบนไข่ แผ่นเชื้อโรคจะอยู่ที่ส่วนบนของไข่ ใกล้กับแหล่งความร้อน (ตัวนก) หากนกลุกขึ้นจากรัง สายจะหมุนไข่แดงพร้อมกับเชื้อโรค ดิสก์ และตอนนี้ก็อยู่ที่ด้านล่างสุด

4. สอดปลายเข็มผ่าไปตามไข่แดง คุณสังเกตอะไร? ข้อเท็จจริงนี้มีข้อสันนิษฐานอะไรได้บ้าง?

ไข่แดงจะเริ่มกระจาย นี่แสดงว่ามันถูกหุ้มด้วยเกราะป้องกันบางๆ

5. ตรวจสอบเปลือกไข่ผ่านเลนส์มือ มีรูขุมขนอยู่ในนั้นไหม? หากพบ มีการกระจายเท่าๆ กัน หรือจัดกลุ่มไว้ในบางส่วนของเชลล์หรือไม่ ปรับการทำงานของรูขุมขนให้เหมาะสม

รูขุมขนบนเปลือกหอยมีการกระจายเท่าๆ กัน แต่อากาศจะสะสมอยู่ในถุงลมพิเศษจากจุดที่มันเข้าสู่ตัวอ่อน

6. หักเปลือกด้วยแหนบแล้วดึงลง พิจารณาเยื่อหุ้มชั้นนอก

7. หาช่องอากาศใต้เปลือกส่วนที่ทื่อของไข่ อธิบายความสำคัญของกล้องตัวนี้

เมื่อลูกไก่มาถึงขั้นตอนสุดท้ายของการพัฒนาและพร้อมที่จะฟักออกมา มันจะจะงอยปากของมันเจาะฟิล์มของห้องแอร์ และสูดอากาศที่อยู่ตรงนั้นเข้าไป กล่าวคือ ลูกไก่จะหายใจครั้งแรกเข้าไปในไข่

8. วาดโครงสร้างของไข่และติดฉลากส่วนต่างๆ

9. กำหนดข้อสรุปเกี่ยวกับลักษณะโครงสร้างของไข่นก

ไข่นกมีขนาดใหญ่และมีสารอาหารและน้ำมากทั้งไข่ขาวและไข่แดง เปลือกช่วยปกป้องเอ็มบริโอจากอิทธิพลภายนอก และรูขุมขนช่วยให้อากาศเข้าไปในไข่ได้

ภารกิจที่ 3 กรอกตาราง

ภารกิจที่ 4 เขียนว่าเหตุใดนกจึงไม่วางไข่ทั้งหมดในคราวเดียวเหมือนสัตว์เลื้อยคลาน แต่ค่อย ๆ วางไข่ทีละฟอง

ในเพศหญิง จะมีรังไข่เพียงอันเดียว (ซ้าย) เกิดขึ้น ไข่จะปอกเปลือกเมื่อเดินทางผ่านท่อนำไข่ และสัตว์เลื้อยคลานก็มีเปลือกที่เป็นหนังไม่ใช่หินปูน

ภารกิจที่ 5 ตั้งชื่อสัญญาณของตัวอ่อนขนาดใหญ่ที่กำลังพัฒนาซึ่งยืนยันที่มาของสัตว์มีกระดูกสันหลังบนบกจากบรรพบุรุษที่มีลักษณะคล้ายปลา

ในวันที่สาม เอ็มบริโอไก่จะมีร่องเหงือก ซึ่งเป็นลักษณะที่เก็บรักษาไว้จากบรรพบุรุษที่มีลักษณะคล้ายปลา