Почему некоторые животные со временем уменьшаются? Теория объясняет противоречия в летописи окаменелостей
Новое теоретическое исследование предлагает объяснение, почему такие животные, как аляскинские лошади, скрытошейные черепахи и островные ящерицы, со временем уменьшались в размерах.
Исследование, опубликованное в Communications Biology, с помощью компьютерных моделей эволюции показывает, что размер животного со временем зависит от двух ключевых экологических факторов: интенсивности прямой конкуренции за ресурсы между видами и риска вымирания из-за изменений окружающей среды.
Доктор Шовонлал Рой, специалист по моделированию экосистем из Университета Рединга, руководивший исследованием, пояснил: "В местах и временных периодах, где существует сильная конкуренция между видами за пищу и убежище, размеры животных часто уменьшаются по мере того, как виды распространяются и адаптируются к распределению ресурсов и конкурентов. Например, мелкие лошади, жившие на Аляске во время ледникового периода, быстро уменьшились из-за изменений климата и растительности.
"Там, где прямая конкуренция меньше, размеры, как правило, увеличиваются, хотя большие размеры и малочисленность могут сделать животных более уязвимыми к вымиранию — как это произошло с динозаврами".
Противоречия с правилом Копа
Исследование было проведено для объяснения противоречий, которые палеонтологические данные создают для правила Копа. Это правило описывает тенденцию некоторых групп животных эволюционировать в сторону увеличения размеров тела на протяжении тысяч и миллионов лет (например, предки лошади размером с собаку, которые в итоге дали современную лошадь).
Однако летопись окаменелостей показывает противоречивые тренды: увеличение размеров в одних группах и уменьшение — в других.
Три модели изменения размеров
С помощью компьютерного моделирования эволюции исследование выявило три различные модели изменения размеров тела в зависимости от условий:
- Постепенное увеличение размеров со временем: Происходит, когда конкуренция между видами определяется в основном их относительными размерами тела, а не различиями в экологических нишах. Пример: несколько родов морских беспозвоночных постепенно увеличивались в размерах на протяжении миллионов лет.
- Увеличение размеров с последующими вымираниями: Крупнейшие животные периодически вымирают, открывая возможность другим видам занять их место и эволюционировать до ещё больших размеров, продолжая цикл. Массовые вымирания сильнее всего затрагивают крупных хищников высшего порядка (например, динозавры, гигантские летающие рептилии).
- Постепенное уменьшение размеров со временем: Модели предсказали и противоположность правилу Копа — уменьшение видов со временем. Это происходит при высокой конкуренции и определённой степени перекрытия в использовании среды обитания и ресурсов. По мере того как виды расходятся в разные ниши, эволюционное давление заставляет их уменьшаться в размерах. Уменьшение размеров ранее было зафиксировано у позвоночных, костистых рыб, скрытошейных черепах, плейстоценовых лошадей Аляски и островных ящериц.