Конкуренция между видами привела к «причудливой» картине в нашем эволюционном древе

Новое исследование Кембриджского университета показывает, что конкуренция между видами сыграла ключевую роль в возникновении и исчезновении гоминин и создала «причудливую» эволюционную картину для рода Homo. Оно пересматривает даты появления и вымирания многих наших ранних предков.

Традиционно за появление и исчезновение видов гоминин принято считать ответственным климат. Однако у большинства позвоночных межвидовая конкуренция также играет важную роль.

Исследование впервые показывает, что конкуренция была фундаментальной для «видообразования» — скорости появления новых видов — на протяжении пяти миллионов лет эволюции гоминин.

Исследование, опубликованное в Nature Ecology & Evolution, также предполагает, что картина видообразования в нашей собственной линии была непохожа почти на что-либо еще.

«Мы игнорировали то, как конкуренция между видами сформировала наше собственное эволюционное древо. Влияние климата на виды гоминин — лишь часть истории», — говорит ведущий автор доктор Лора ван Холстейн.

У других позвоночных виды формируются, чтобы заполнить экологические «ниши». Когда каждая ниша заполняется, начинается конкуренция, что приводит к прекращению появления новых видов и учащению вымираний.

Ван Холстейн использовала байесовское моделирование и филогенетический анализ, чтобы показать, что, как и у других позвоночных, большинство видов гоминин формировались, когда конкуренция за ресурсы или пространство была низкой.

«Картина, которую мы видим у многих ранних гоминин, похожа на таковую у всех других млекопитающих. Скорость видообразования растет, затем выходит на плато, после чего начинает расти скорость вымирания. Это говорит о том, что межвидовая конкуренция была главным эволюционным фактором».

Однако анализ нашей собственной группы, Homo, дал «причудливые» результаты.

Для линии Homo, ведущей к современному человеку, эволюционные паттерны показывают, что конкуренция между видами фактически привела к появлению еще большего числа новых видов — полная противоположность тенденции, наблюдаемой почти у всех других позвоночных.

«Чем больше было видов Homo, тем выше была скорость видообразования. Когда эти ниши заполнялись, что-то заставляло появляться еще больше видов. Это почти не имеет аналогов в эволюционной науке».

Ближайшее сравнение, которое она нашла, — это виды жуков, обитающих на островах, где замкнутые экосистемы могут порождать необычные эволюционные тенденции.

Ван Холстейн создала новую базу данных «находок» в летописи окаменелостей гоминин: каждый раз, когда находили и датировали образец вида (всего около 385 случаев). Чтобы решить проблему неполноты летописи, она использовала моделирование данных, учитывая вероятную численность видов в начале и конце их существования, а также факторы окружающей среды, влияющие на фоссилизацию. Это позволило сгенерировать новые даты начала и конца существования для большинства известных видов гоминин (17 в общей сложности).

Анализ показал, что некоторые виды, которые, как считалось, эволюционировали через «анагенез» (медленное превращение одного вида в другой), могли на самом деле возникнуть путем «почкования» (ответвления нового вида от существующего). Например, виды Australopithecus afarensis и Australopithecus anamensis, согласно новому моделированию, сосуществовали около полумиллиона лет.

Это означает, что одновременно существовало и, возможно, конкурировало больше видов гоминин, чем предполагалось ранее.

Если ранние виды гоминин, такие как Paranthropus, вероятно, эволюционировали физиологически (например, адаптируя зубы), то движущей силой иной картины в нашем собственном роде Homo, вероятно, стала технология.

«Использование каменных орудий, огня или интенсивных методов охоты — это крайне гибкое поведение. Вид, который может им овладеть, может быстро создать новые ниши, и ему не нужно выживать в течение огромных промежутков времени, эволюционируя новое строение тела», — отмечает ван Холстейн.

Способность использовать технологии для обобщения и быстрого выхода за пределы экологических ниш, возможно, стоит за экспоненциальным ростом числа видов Homo, обнаруженным в исследовании.

Но это также привело к появлению Homo sapiens — абсолютных генералистов. Конкуренция с чрезвычайно гибким генералистом почти в каждой экологической нише могла способствовать вымиранию всех других видов Homo.

«Эти результаты показывают, что конкуренция, хотя ее традиционно игнорировали, играла важную роль в эволюции человека в целом. И, возможно, самое интересное, что в нашем собственном роде она сыграла роль, непохожую на таковую в любой другой известной линии позвоночных», — заключает ван Холстейн.