Прерывистое равновесие: анализ показывает быстрые эволюционные скачки у головоногих, языков и древних ферментов

За последние 500 миллионов лет почти все эволюционные изменения у осьминогов и кальмаров происходили быстрыми скачками во время возникновения новых видов, согласно исследованию Оклендского университета.

Статья опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.

Результаты подтверждают теорию "прерывистого равновесия", впервые предложенную в 1970-х палеонтологами Стивеном Джей Гулдом и Найлзом Элдриджем. Эта спорная теория предполагает, что эволюция в основном является не медленным непрерывным процессом, а происходит короткими интенсивными периодами изменений, за которыми следуют длительные периоды стабильности.

Исследование возглавил эволюционный биолог доктор Джордан Дуглас. Он усовершенствовал вероятностную модель для использования с BEAST 2 — инструментом для построения эволюционных деревьев, чтобы проверить, как виды развиваются с течением времени.

Дуглас и старший учёный Питер Уиллс применили модель к головоногим моллюскам (включая осьминогов, кальмаров, каракатиц и вампировых кальмаров), а также к эволюции индоевропейских языков и древних ферментов, необходимых для генетического кодирования. Их анализ признаков головоногих — таких как форма раковины, количество щупалец и структура плавников — показал, что постепенная эволюция сыграла лишь "тривиальную роль".

Индоевропейские языки и аминоацил-тРНК-синтетазы — ферменты, восходящие к зарождению жизни, — также эволюционировали внезапными скачками.

Для индоевропейских языков исследование поддержало так называемую "гибридную теорию", согласно которой они возникли к югу от Кавказских гор, прежде чем распространиться на север.

Элдридж, которому 81 год, в письме авторам статьи заявил, что новое исследование может стать "переломным моментом" для принятия теории, которая оставалась спорной на протяжении десятилетий.

Новая статья, использующая передовые математические методы, подтверждает, что быстрые эволюционные изменения почти всегда совпадают с ветвлением новых видов. По словам Элдриджа, статья "развеивает все сомнения".

Учёные Оклендского университета предпочитают термин "сальтативное ветвление" термину "прерывистое равновесие", подчёркивая, что быстрые эволюционные скачки происходят, когда появляется новый вид, ответвляясь от семейного древа.