Изучение черепов летучих мышей помогло понять механизмы видообразования

Международная команда эволюционных биологов, изучая черепа летучих мышей, измеряя силу укуса и анализируя образцы помёта, приблизилась к ответу на ключевой вопрос эволюции: почему одни группы животных порождают множество видов, а другие — лишь несколько. Результаты опубликованы в Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.

Исследователи во главе с Элизабет Дюмон (UMass Amherst) и Лилианой Давалос (Stony Brook University) с коллегами из UCLA и Института зоологии и дикой природы им. Лейбница (Берлин) проанализировали данные о диете, силе укуса и форме черепа в семействе новосветских листоносых летучих мышей (Phyllostomidae). Они использовали новые статистические методы, чтобы датировать и задокументировать изменения в скорости эволюции этих признаков и числе видов во времени.

Целью было выяснить, почему новосветские листоносы насчитывают почти 200 видов, в то время как их ближайшие родственники за тот же период образовали лишь 10 видов. Большинство летучих мышей питаются насекомыми, тогда как листоносы потребляют нектар, фрукты, лягушек, ящериц и даже кровь.

Основная гипотеза: появление признака (например, новой формы черепа), дающего доступ к новым ресурсам, может привести к быстрому образованию множества новых видов. Для подтверждения связи между изменением строения тела и «экологической возможностью» необходимо показать, что значительный рост числа видов совпал по времени с появлением новых анатомических черт, а эти черты связаны с улучшенным использованием ресурсов.

«Если появление фруктов предоставило экологическую возможность, которая — при наличии анатомических инноваций, позволивших их есть — привела к значительному увеличению рождения новых видов, то морфология черепа должна предсказывать и диету, и силу укуса», — поясняют авторы.

Подтверждение этой гипотезы было получено путём анализа:

• Тысяч эволюционных деревьев для более чем 150 видов.
• Измерений более 600 черепов 85 видов.
• Тестов силы укуса у более 500 особей 39 видов в полевых условиях.
• Исследования тысяч образцов помёта для определения диеты.

Ключевой вывод: Появление новой формы черепа у новосветских листоносов около 15 миллионов лет назад привело к взрывному видообразованию. Новая форма — низкий и широкий череп — позволяла даже мелким мышам развивать сильный укус, необходимый для поедания твёрдых фруктов.

Скорость возникновения новых видов резко возросла в процессе эволюции этой формы, и группа быстро увеличила долю фруктов в рационе. Изменения формы черепа замедлились, как только новая структура сформировалась.

«Это исследование, проведённое в Международный год летучей мыши, наглядно показывает, как эволюция новых признаков — в данном случае черепа новой формы — позволила животным использовать новые ресурсы и, в конечном счёте, быстро развиться во множество новых видов, — говорит Элизабет Дюмон. — Мы обнаружили, что когда открылась новая экологическая ниша для мышей, способных есть твёрдые фрукты, они значительно изменили свою диету, что, в свою очередь, привело к эволюции новых видов».