18

Что было раньше: курица или яйцо?

Это та старая загадка, которая вызвала множество споров на протяжении веков: что было первым: курица или яйцо? Это такой сложный вопрос, потому что вам нужна курица, чтобы отложить яйцо, но цыплята происходят из яиц, оставляя нас с неразрешимым кругом кудахтаншей, пернатой жизни, у которой явно нет четкой отправной точки.

К счастью, нет необходимости думать об этом вечно. Это загадка, которую мы можем разгадать с помощью инструментов науки, а точнее, принципов эволюционной биологии.

Давайте приступим.

Первые яйца

Яйца встречаются повсюду в животном мире. С технической точки зрения яйцо – это просто связанный с мембраной сосуд, внутри которого эмбрион может расти и развиваться до тех пор, пока не сможет выжить самостоятельно.

Научная иллюстрация ряда различных яиц
Яйца всех форм и размеров существуют во всем животном мире. Изображение адаптировано из: Адольф Милло; CC0

Но давайте сосредоточимся на типе птичьего яйца, которое мы узнаем сегодня. Впервые они появились с появлением первых амниот много миллионов лет назад. До своего прибытия большинство животных полагалось на воду для размножения, откладывая яйца в прудах и других влажных средах, чтобы яйца не высыхали.

В какой-то момент начали развиваться яйца другого типа, внутри которых были три дополнительных оболочки: хорион, амнион и аллантоис. Каждая мембрана выполняет немного разные функции, но добавление всех этих дополнительных слоев обеспечивает удобную закрытую, универсальную систему жизнеобеспечения: эмбрион может принимать накопленные питательные вещества, накапливать избыточные продукты жизнедеятельности и дышать (дышать) без необходимости внешняя водная среда. Дополнительные жидкости, заключенные в амнионе, плюс прочная внешняя оболочка также обеспечивают дополнительную защиту.

Схема куриного яйца на 9-й день
Схема куриного яйца на 9-й день – пример амниотического яйца. Изображение адаптировано из: KD Schroeder; CC-BY-SA 3.0

Амниотические яйца имели большое значение. Они открыли целый новый мир возможностей для наземных кладок яиц, а дополнительные мембраны проложили путь для более крупных (и в основном более качественных) яиц.

Мы до сих пор не уверены, когда именно это произошло, в основном потому, что яичные мембраны не дают очень хороших окаменелостей, в результате чего ученые не имеют четких данных о том, когда и как развились околоплодные яйца. Наше лучшее предположение состоит в том, что последний общий предок как четвероногих (четвероногих животных с позвоночником), так и амниот (четвероногих животных с позвоночником, откладывающих яйца со всеми этими дополнительными слоями) жил около 370-340 миллионов лет назад. хотя некоторые источники считают, что первые виды амниот жили ближе 312 миллионов лет назад. Сегодняшние млекопитающие, рептилии и птицы – все потомки первых амниот.

(Это оставляет нам еще один вопрос, связанный с яйцом: что появилось раньше, амниот или амниотическое яйцо? Но давайте пока остановимся на цыплятах.)

Первые цыплята

Самая первая существующая курица возникла в результате генетической мутации (или мутаций), произошедшей в зиготе, произведенной двумя почти цыплятами (или протокурами). Это означает, что два прото-цыплята спарились, объединив свою ДНК вместе, чтобы сформировать самую первую клетку самой первой курицы. Где-то в этой самой первой клетке произошли генетические мутации, и эти мутации копировались в каждую другую клетку тела по мере роста куриного эмбриона. Результат? Первая настоящая курица.

Красный самец джунглей на дереве
Самец красной джунглевой курицы, ближайший предок современной домашней курицы. Изображение адаптировано из: Филиппа Пикарта; CC-BY-SA 4.0

Так кто же были вероятными родителями этого первого One True Chicken? Красная джунглевая птица ( Gallus gallus ) обитает в ряде стран Юго-Восточной Азии, включая Индию, южный Китай, Индонезию, Малайзию, Сингапур и Индонезию. Считается, что красная джунглевая птица была одомашнена людьми в Азии и затем распространилась по всему миру в качестве менее агрессивных и плодовитых яйцекладок, которых мы знаем и любим сегодня ( Gallus gallus domesticus ).

Археологические данные показывают, что красная джунглевая птица была впервые одомашнена около 10 000 лет назад, хотя анализ ДНК и математическое моделирование показывают, что домашняя курица фактически отделилась от джунглевой птицы намного раньше (примерно 58 000 лет назад). Есть также основания полагать, что происхождение домашней курицы может быть немного более сложным: гены желтого цвета на ногах многих куриц могли происходить от серой джунглевой курицы ( Gallus sonneratii ), а не от красной, что указывает на некоторую гибридизацию между вид где-то по пути.

Вернемся к нашему первоначальному вопросу: с околоплодными яйцами, появившимися примерно 340 миллионов лет назад, и первыми цыплятами, появившимися самое раннее около 58 тысяч лет назад, можно с уверенностью сказать, что яйцо появилось первым .

Древовидная диаграмма эволюции, показывающая эволюцию яиц и цыплят.
Яйца появились еще до того, как появились цыплята. Изображение адаптировано из: Sketching Science (с разрешения).

Первые куриные яйца

Но подождите – разве не было ученых, которые утверждали, что на самом деле курица появилась первой?

Это утверждение исходило от некоторых исследователей, изучающих, как формируется куриная яичная скорлупа. Яичная скорлупа в основном состоит из карбоната кальция (CaCO₃). Куры получают кальций для производства яичной скорлупы из пищевых источников (по этой причине богатые кальцием раковины морепродуктов, такие как раковины устриц или креветок, являются популярной закуской для кур на заднем дворе).

Чтобы сформировать панцирь, кальций должен откладываться в форме кристаллов CaCO₃, и куры полагаются на определенные белки, которые обеспечивают этот процесс. Один из таких белков, называемый овоклеидин-17 (или сокращенно ОС-17), находится только в яичнике курицы, что позволяет предположить, что курица должна была появиться раньше куриного яйца, поскольку без ОС-17 там может не должно быть образования куриных яиц. (Интересно, что кажется, что этот белок отвечает за ускорение скорости образования яичной скорлупы, позволяя курицам построить яйцо с нуля и отложить его в течение 24 часов.)

Три цыпленка в куче компоста
Домашние куры – чрезвычайно эффективные яйцеклетки, способные производить свежее яйцо примерно каждые 24 часа. Изображение адаптировано из Австралийской академии наук.

Итак, можем ли мы решить эту извечную головоломку? Или ученые и философы все еще пытаются найти ответ?

В конце концов, вопрос заключается в ложной дихотомии. Яйца определенно появились раньше цыплят, а куриные – нет – одно без другого невозможно. Однако, если нам абсолютно необходимо выбрать сторону, основываясь на доказательствах эволюции, мы будем в Team Egg.