ფრინველების ნისკარტი თითქმის ყველა ზომისა და ფორმის არსებობს. როგორც მეცნიერებმა დაადგინეს, ეს მრავალფეროვნება მათემატიკურ პრინციპს ემყარება, რომელიც თითქმის ყველა ფრინველის ნისკარტის ჩამოყალიბებას საჭიროებისამებრ, სხვადასხვანაირად უზრუნველყოფს. თანამედროვე ფრინველის წინაპარ დინოზავრებსაც კი ეს პრინციპი ეხება.

იშვიათ შემთხვევებში ეს წესი ირღვევა. ამ მიგნების წყალობით, მეცნიერებს შეუძლიათ, გაიგონ, როგორ ვითარდებოდა ნისკარტები 200 მილიონი წლის განმავლობაში. ხშირად ფიზიკის კანონები ყველა ორგანიზმზე არ ვრცელდება, ბიოლოგიაში კი უნივერსალური წესების აღმოჩენა იშვიათი და რთულია, თუმცა როგორც კი მას მიაკვლევენ, ის ბუნებაში არსებული კანონზომიერებების ახსნის ძლიერი ხელსაწყოა. მსგავსი პრინციპი ადრეც აღმოუჩენიათ, რომელიც წვეტიანი სტრუქტურების — კბილების, რქების, ჩლიქების, ნიჟარების — ფორმასა და ზრდას ხსნის.

მათემატიკურ პრინციპს "ძალის კასკადი" უწოდეს. ის აღწერს, როგორ ფართოვდება წვეტიანი სტრუქტურის, მაგალითად ნისკარტის, სიგანე წვერიდან ფუძემდე. ეს მიგნება დინოზავრების ნისკარტის გამოსაკვლევადაც გამოდგება. ბევრ დინოზავრს, მაგალითად, ტირანოზავრ რექსს, ძლიერი ცხვირი და წვეტიანი კბილები ჰქონდა, ზოგიერთს კი კბილების ნაცვლად მხოლოდ ნისკარტები.

თეროპოდებში, დინოზავრების იმ ჯგუფში, რომელსაც ტირანოზავრი რექსიც ეკუთვნოდა, ნისკარტები მინიმუმ ექვსჯერ გარდაიქმნა. ყოველ ჯერზე, დინოზავრებმა კბილები დაკარგეს და მათი ცხვირი ნელ-ნელა ნისკარტის ფორმად ჩამოყალიბდა. ამ დინოზავრებიდან 66 მილიონი წლის წინ მომხდარ მასობრივ გადაშენებას მხოლოდ ერთი ჯგუფი გადაურჩა. თანამედროვე ფრინველები სწორედ მათგან განვითარდნენ.

მკვლევრებმა იმის გასაგებად, თუ როგორ გავლენას ახდენს ძალის კასკადი ზრდაზე, 127 სახეობის თეროპოდი შეისწავლეს. აღმოჩნდა, რომ დინოზავრების 95%-ის ნისკარტებისა და ცხვირების განვითარება ამ პრინციპს ემყარება.

თანამედროვე კომპიუტერული მოდელირებით ჩატარებულმა ევოლუციურმა ანალიზებმა აჩვენა, რომ უძველეს თეროპოდს, სავარაუდოდ, კბილებიანი ცხვირი ჰქონდა, რომელიც ასევე ძალის კასკადის წესს მიჰყვებოდა. რაც ყველაზე საინტერესოა, ეს მიგვანიშნებს, რომ ძალის კასკადის წესი შესაძლოა, არამხოლოდ თეროპოდების, არამედ ყველა ხერხემლიანის — ძუძუმწოვრების, ხვლიკებისა და თევზების — ცხვირის ზრდასაც ხსნიდეს.

მასობრივი გადაშენების შემდეგ, ფრინველებმა წარმოუდგენელი ცვლილებები განიცადეს. დღეს ისინი მთელ მსოფლიოში ბინადრობენ და მათი ნისკარტები გარემოს შესაბამისად სპეციალურად მათზე მორგებულია.

ჩვენ ვხედავთ ნისკარტების ფორმებს, რომლებიც სხვადასხვა მიზნისთვისაა განკუთვნილი. მაგალითად, ხილის საჭმელად, მწერების დასაჭერად, ხორცის დასანაწევრებლად და სხვა. ყველა მათგანი ამ პრინციპს მიყვება, თუმცა არის რამდენიმე ფრინველი, რომელსაც ნისკარტი ამ წესის მიხედვით განვითარებული არ აქვს. ასეთია ევრაზიული ჟერო. მისი სახეცვლილი ნისკარტი მას ტალახის თხრასა და წყლის ბინადრების დაჭერაში ეხმარება. შესაძლოა, სწორედ მისი უნიკალური კვების სტილი გახდა მიზეზი, რომ მის სახეობაში ეს გავრცელებული პრინციპი დარღვეულია.

ახლა, როცა ვიცით, რომ ფრინველებისა და დინოზავრების ნისკარტების უმეტესობა ძალის კასკადის წესს ემორჩილება, მეცნიერების შემდეგი დიდი ნაბიჯი იმის გამოკვლევა იქნება, როგორ იზრდება ნისკარტი ბარტყობიდან ზრდასრულობამდე.

კვლევა გამოცემაში iScience გამოქვეყნდა.