Гигантские островные змеи выросли благодаря большеголовым детёнышам
Некоторые популяции тигровых змей, изолированные на тысячелетия на крошечных островах у побережья Австралии, эволюционировали в гигантов, достигая почти вдвое больших размеров, чем их материковые сородичи. Новое исследование в The American Naturalist предполагает, что гигантизм этих аспидов был обусловлен необходимостью рожать детёнышей с большими ртами.
Материковые тигровые змеи, длина которых обычно не превышает 35 дюймов (89 см), охотятся на лягушек в болотистой местности. Когда около 10 000 лет назад уровень моря поднялся, некоторые змеи оказались в ловушке на островах, которые со временем стали сухими и лишились лягушек. По словам автора исследования Фабьена Обре из La Station d'Ecologie Experimentale du CNRS à Moulis, островные змеи «теперь процветают на изменённой диете, состоящей из сцинков, грызунов и птенцов гнездящихся морских птиц».
С изменением диеты произошли драматические изменения в размерах взрослых змей. На одних островах змеи уменьшились, став значительно меньше материковых. Но на других островах появились гиганты длиной 60 дюймов (1,5 метра) и весом до трёх раз больше материковых змей.
Обре выдвинул гипотезу, что вариации в размерах тела определяются размером доступной добычи на каждом острове. Змеи — хищники, ограниченные размером пасти (gape-limited predators): они заглатывают добычу целиком и могут питаться только животными, которых способны обхватить ртом. Это ограничение наиболее выражено у новорождённых змей, когда их пасть минимальна. Проще говоря, детёныши, рождённые слишком маленькими, чтобы питаться местной «кухней», имеют мало шансов на выживание. Там, где добыча крупнее, отбор будет благоприятствовать более крупным новорождённым змеям — с более крупными ртами. Этот «форс» в размере при рождении может быть причиной большего размера во взрослом возрасте.
Для проверки идеи Обре совершил экспедиции на 12 островов, собрал и измерил 597 взрослых змей. Самцов и небеременных самок он отпустил, а 72 беременные самки были доставлены в лабораторию. После рождения потомства он измерил каждого из 1084 детёнышей. Затем он искал корреляции между размером змей при рождении и размером доступной добычи на каждом острове, а также между размером при рождении и размером взрослой особи.
«Результаты были однозначными: размер тела змеи при рождении точно соответствует размеру добычи, доступной на каждом острове», — заявил Обре.
Как и предполагалось, там, где добыча была крупнее, новорождённые змеи были крупнее и вырастали в более крупных взрослых особей. Там, где добыча была мельче, новорождённые змеи были мельче, что вело к меньшим размерам взрослых особей.
Новое измерение «Островного правила»?
Экологи давно интересуются особенностями островных животных. Наблюдения за карликовыми слонами и гигантскими крысами привели биолога Дж. Бристоля Фостера к формулировке так называемого Островного правила (Island Rule). В целом, Фостер предположил, что крупные животные на островах стремятся стать меньше материковых аналогов из-за ограниченного доступа к пище. Мелкие животные стремятся стать крупнее, поскольку на островах обычно меньше хищников. С момента появления в 1960-х годах было отмечено множество исключений из правила Фостера, и учёные теперь согласны, что экологические факторы, влияющие на размер тела на островах, гораздо сложнее, чем предполагалось.
Выводы Обре добавляют ещё одно измерение.
«Средний размер тела взрослой особи всегда использовался в литературе как традиционная мера, — пишет он. — С другой стороны, закономерности вариации размера тела при рождении в островных популяциях, насколько мне известно, вообще не привлекали внимания».
Работа Обре показывает, что отбор не обязательно действует на размер тела взрослой особи.
«Это исследование подтверждает, что вариации размера взрослых особей на островах могут быть неадаптивным следствием отбора, действующего на размер при рождении, — сказал он. — Животные могут становиться гигантскими или карликовыми взрослыми особями на островах просто потому, что они были рождены необычно крупными или мелкими».