ИСТИНА

Островные популяции всегда привлекали внимание биологов как удобные модели для исследования закономерностей эволюционных процессов. Песцы Vulpes lagopus Linnaeus, 1758 Командорских островов изолированы в течение долгого времени, и морфология их черепа сильно отличается от материковых песцов (Павлинов, Нанова, 2007; Нанова, 2008, 2010). Функциональные аспекты этих морфологических особенностей не исследованы. Задачей нашей работы было проанализировать, имеют ли наблюдаемые различия формы черепа у разных популяций функциональное значение. Мы применяли недавно разработанный (O’Higgins et al, 2010; Cox et al., 2011) для решения такого рода задач подход, основанный на совместном использовании метода компьютерного моделирования – анализа конечных элементов (FEA) – и 3D геометрической морфометрии. Мы создали три трехмерные модели черепов и жевательной мускулатуры песцов Командорских (о. Беринга и о. Медный) и материковой популяций. С использованием этих моделей мы сравнивали карты распределения нагрузок на черепа при жевании и захвате добычи. С помощью методов геометрической морфометрии мы оценивали деформации черепов также происходящие при жевании и захвате добычи. Сравнение функциональных моделей, приведенных к единому размеру и работающих в равных условиях, показало, что, как при захвате, так и при разделке добычи череп песцов Командорских популяций деформируется меньше, и кости испытывают меньшие нагрузки по сравнению с черепами материковых песцов. Песцы Командорских островов способны развивать большую силу укуса по сравнению с материковыми песцами. Из двух островных популяций меньшие деформации при жевании возникали у модели черепа песца о. Беринга. При захвате и разделке добычи нагрузки на череп распределяются по-разному. При захвате добычи основные нагрузки приходятся на верхнечелюстную кость и основание скуловой кости. При разделке добычи основные нагрузки приходятся на свод черепа и всю скуловую дугу. В работе показано, что отличия по форме черепа песцов Командорских островов имеют адаптивное значение. Более широкий в области хищнических зубов и скуловых дуг череп, а также более крупные размеры животных, по-видимому, являются адаптацией к питанию более крупной добычей, т.к. основной пищей командорских песцов являются крупные морские птицы (Goltsman et al., 2005; Гольцман и др., 2010), тогда как на материке в большинстве случаев пищей песцам служат мелкие грызуны. Мы можем предположить, что современный облик песцов Командорских островов сложился в результате адаптивных изменений, и не является следствием исключительно эффекта основателя и длительного изолированного существования.