Мозаичная эволюция: почему один признак не отражает изменения вида

Учёные из Field Museum of Natural History (Чикаго) и Museum für Naturkunde (Берлин) задались вопросом: насколько адекватно одиночный признак (например, размер или форма) отражает эволюционные изменения на уровне всего вида? Их исследование, основанное на анализе ископаемых, показало, что в большинстве эволюционных линий режим эволюции (паттерн изменений) варьируется от признака к признаку.

Ключевые выводы

• Конфликт паттернов: Внутри одной линии разные признаки могут демонстрировать противоположные тенденции. Например, размер зубов может увеличиваться (направленное изменение), в то время как форма конечностей меняется случайно или остаётся в стазисе.
• Зависимость от числа признаков: Вероятность обнаружения конфликтующих паттернов возрастает пропорционально количеству анализируемых признаков. Чем больше признаков измеряют, тем чаще видят несогласованность их изменений.
• Доминирующий режим не исключает вариаций: Даже если для линии в целом доминирует один режим эволюции (например, общая стабильность), отдельные признаки могут всё равно изменяться.
• Универсальность мозаичной эволюции: Поскольку в анализ вошли данные по млекопитающим, рыбам, моллюскам и одноклеточному планктону за последние 500 миллионов лет, результаты указывают на то, что мозаичная эволюция (разные части вида эволюционируют разными способами и с разной скоростью) — широко распространённое и, вероятно, повсеместное явление в истории Земли.

Методология и вызовы

Основной сложностью было проверить предположение об адекватности одиночного признака, поскольку измерить все аспекты организма за всё время невозможно. Исследователи провели систематический обзор данных по измеренным признакам из палеонтологической летописи.

Для согласованного анализа разрозненных исследований (разное разрешение, разные методы) учёные применили единый аналитический протокол — метод выбора моделей (model-selection), разработанный Дж. Хантом (Smithsonian) в 2006–2007 гг.. Это позволило строго и последовательно сравнить множество работ.