Эволюционный взрыв не всегда следует за массовыми вымираниями, согласно исследованию древнего зоопланктона

После одного из пяти величайших массовых вымираний на Земле, крошечные морские организмы — граптолиты — начали быстро развивать новые физические признаки лишь примерно через 2 миллиона лет после вымирания конкурирующих видов.

Это открытие, основанное на новом исследовании, ставит под сомнение широко распространённое предположение, что период взрывной эволюции быстро наступает для выживших после массовых вымираний.

Согласно общей теории, в отсутствие конкуренции выжившие виды спешат адаптироваться, развивая новые физические признаки, чтобы занять вновь открывшиеся ниши в экосистеме. Но это не то, что исследователи обнаружили в популяциях граптолитов, переживших массовое вымирание около 445 миллионов лет назад.

Полученные данные больше соответствуют другой теории, предполагающей эволюционное запаздывание по мере восстановления экосистемы и формирования новых межвидовых отношений.

Исследование даёт представление о том, как новое массовое вымирание, возможно, вызванное деятельностью человека (например, обезлесением и изменением климата), может повлиять на жизнь на Земле сегодня.

Исследование граптолитов должно появиться на неделе 13 февраля в онлайн-ранней версии Proceedings of the National Academy of Sciences.

Изучение граптолитов

Граптолиты — это вымерший зоопланктон, живший колониями. Их богатая летопись окаменелостей является кладезем информации о том, как виды диверсифицируются.

Исследователи изучили две разные группы граптолитов: неограптины и диплограптины. Обе группы жили во время ордовикского массового вымирания, начавшегося около 445 миллионов лет назад, но выжили только неограптины.

До вымирания виды диплограптинов были доминирующими и более разнообразными по морфологии (форме колоний). После их исчезновения неограптины получили шанс восстановиться в среде без конкурентов.

Проверка гипотезы адаптивной радиации

Согласно популярной гипотезе экологического высвобождения, эти обстоятельства должны были привести к всплеску адаптивной радиации: быстрой диверсификации и развитию новых физических признаков для занятия ниш диплограптинов.

Чтобы проверить эту идею, учёные проанализировали формы колоний 183 видов неограптинов и диплограптинов, живших до, во время и после ордовикского вымирания — в общей сложности 9 миллионов лет истории граптолитов.

Результаты: эволюционное запаздывание

Сразу после вымирания новые виды неограптинов действительно proliferated, как и ожидалось. Однако эти новые виды демонстрировали лишь небольшие изменения формы, а не предсказанный всплеск инноваций. Фактически, граптолиты развивали новые физические признаки более интенсивно до события вымирания.

Ограниченная морфологическая инновация среди неограптинов продолжалась примерно 2 миллиона лет после вымирания.

Это запаздывание поддерживает тип эволюции, при котором взаимодействия между совместно эволюционирующими видами способствуют диверсификации. Поскольку таким отношениям, вероятно, требуется время для развития в восстанавливающейся экосистеме, после массового вымирания может возникать эволюционное запаздывание.

Другие возможные объяснения включают:

• Различия между новыми видами в признаках, не связанных с физической формой (неадаптивная радиация).
• Сложный режим роста граптолитов.

Исследователи также пришли к выводу, что одна лишь форма колонии вряд ли объясняет, почему неограптины пережили вымирание, а диплограптины — нет, предполагая роль других факторов, таких как возможные различия в предпочитаемой среде обитания.