Иглокожие эволюционировали быстрее со временем

Новое исследование эхиноидов — морских животных, таких как морские ежи и песчаные доллары, — заставляет ученых пересмотреть классическую модель эволюции. Традиционно палеонтологические данные указывали, что группы организмов диверсифицируются быстрее всего на ранних этапах своей эволюционной истории, после чего следует постепенное замедление. Однако новая работа по Echinoidea, опубликованная на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, противоречит этому ожиданию. Она показывает, что темпы эволюции были самыми низкими в начале истории группы и увеличивались со временем за счет эпизодических всплесков, связанных с изменениями в стратегиях питания животных.

"Это исследование демонстрирует динамичную природу эволюционных изменений внутри крупных групп организмов", — сказала Мелани Хопкинс, соавтор исследования и ассистент-куратор Отдела палеонтологии Американского музея естественной истории.

Чтобы изучить эволюционные изменения на длительной временной шкале, Хопкинс и её коллега Эндрю Смит, палеонтолог из Музея естественной истории в Лондоне, проанализировали эхиноидов, которые появились около 265 миллионов лет назад. Ученые применили современные методы для оценки темпов морфологических изменений среди эхиноидов — от массового пермско-триасового вымирания 251 миллион лет назад до наших дней.

Вопреки ожиданиям, они обнаружили, что темпы эволюции были самыми низкими сразу после события вымирания и увеличивались со временем. "Многие клады демонстрируют высокие начальные темпы, за которыми следует замедление по мере заполнения экологического пространства. Здесь же мы показываем случай, когда темпы эволюции в большой группе животных демонстрируют чистое увеличение со временем", — отметила Хопкинс.

Однако это увеличение не было плавным: оно прерывалось всплесками диверсификации, которые совпадали со сдвигами в стратегиях питания животных. Например, эволюция гравитационного осадочного питания у песчаных долларов в эоцене (от 56 до 34 миллионов лет назад) соответствует значительному скачку морфологических инноваций. Эта стратегия, которую многие песчаные доллары используют до сих пор, предполагает лежание под тонким слоем песка (ртом вниз) и использование амбулакральных ножек и каналов, заполненных слизью, для доставки частиц пищи в ротовую полость после их просеивания из песка.

Новое исследование указывает, что эволюционные истории многих клад — не только эхиноидов — могут быть более сложными, чем считалось ранее.