Реконструкция родословной обезьян Нового Света
Обезьяны попали в Южную Америку 37 или более миллионов лет назад, когда континент, долгое время находившийся в изоляции, уже кишел фауной: 30-футовыми змеями, гигантскими броненосцами и странными копытными млекопитающими. Со временем обезьяны создали свои собственные экологические ниши по всему Новому Свету, развили новые формы и расселились на север до Карибского бассейна и на юг до Патагонии.
Эволюционный антрополог из Университета Дьюка Ричард Кей применил данные за десятилетия по геологии, древнему климату и эволюционным связям, чтобы выявить несколько закономерностей в миграции и эволюции приматов в Америке. Анализ опубликован на этой неделе в журнале Molecular Phylogenetics and Evolution.
Сегодня в Новом Свете обитает более 150 видов обезьян, размер которых варьируется от карликовой игрунки, весящей немногим больше куска мыла, до мирики — длинноногой обезьяны весом до 25 фунтов.
«Мы знаем из молекулярных исследований, что ближайшие родственники этих обезьян живут в Африке и Азии, но это не объясняет, как они попали в Южную Америку, а лишь констатирует факт», — сказал Кей, профессор кафедры эволюционной антропологии и отделения наук о Земле и океане.
Южная Америка отделилась от Африки задолго до появления обезьян, а скудность находок предков обезьян в ископаемой летописи Северной Америки делает маловероятной миграцию с севера. Это заставило ученых предположить, что животные совершили амбициозную трансокеанскую переправу на растительном плоту, возможно, выброшенном в море мощным штормом. Или они могли перемещаться постепенно, используя острова, которые сейчас находятся на дне океана.
Между их прибытием и первыми ископаемыми свидетельствами обезьян в Америке прошло около 11 миллионов лет, что оставляет детали их ранней эволюции неизвестной «линией-призраком». Влажная, сильно залесенная среда нынешнего бассейна Амазонки затрудняет как образование окаменелостей, так и их современное обнаружение, но понимание того, что там происходило, является ключом к эволюции обезьян Нового Света.
«Как бы они ни попали в Южную Америку, они эволюционировали в бассейне Амазонки, и время от времени им удавалось выбраться из бассейна», — сказал Кей. «Поэтому, чтобы узнать, что происходило в Амазонии, нужно смотреть на её периферию». К счастью, по словам Кея, ученые могут делать это в таких местах, как Чили и аргентинская Патагония, где он работал совместно последние четверть века.
«Мы знаем, что Амазония была теплой и влажной в течение очень долгого времени, и что время от времени происходили расширения и сокращения этих климатических условий, как гармошка».
Бассейн Амазонки функционировал как резервуар биоразнообразия приматов. Когда климат и уровень моря были подходящими, животные расселялись, и новые виды возникали в периферийных регионах — Патагонии, на островах Карибского моря, в Центральной Америке, — где геология была более благоприятной для сохранения окаменелостей. Кей обнаружил и тщательно изучил ископаемые останки обезьян из этих областей, чтобы восстановить их эволюционные связи.
«Золотым стандартом являются молекулярные данные», — сказал он. Секвенируя ДНК современных обезьян, ученые пришли к четкому консенсусу о том, как связаны между собой разные виды и роды. Но генетический материал разрушается, поэтому исследователи, изучающие вымершие виды, должны полагаться на косвенные признаки: мельчайшие различия в форме, размере и структуре окаменелых костей. «Это единственный инструмент, который у нас есть», — сказал Кей, но «он довольно хорошо справляется».
Кей изучил 399 различных особенностей зубов, черепов и скелетов 16 ныне живущих и 20 вымерших видов обезьян из Южной Америки и Африки. Затем, используя программное обеспечение для реконструкции эволюционных связей, он построил генеалогическое древо. Он сравнил его со вторым деревом, построенным строго на основе молекулярных исследований живых видов, чтобы увидеть, подтверждают или противоречат ли два типа исследований друг другу. За исключением нескольких случаев, деревья выглядели поразительно похожими, что подтвердило выводы, основанные на анатомии окаменелостей.
Кей также рассмотрел, как долгосрочные изменения древнего климата Южной Америки, горообразование и колебания уровня моря могут объяснить эволюционную картину, выявленную по ископаемым обезьянам. Его исследование сосредоточено на том, когда и как обезьяны расширили свои ареалы до Карибских островов и самого южного конца Южной Америки, который находится в тысячах миль к югу от их нынешнего места обитания и всего в 600 милях от Антарктиды.
Анализ также объясняет, почему линии, развившиеся за пределами бассейна Амазонки, оказались эволюционными тупиками. Например, когда климат в Патагонии стал прохладным и засушливым, приматы там вымерли, не оставив живых потомков. За последние 6000 лет обезьяны Карибских островов также вымерли из-за появления людей и/или повышения уровня моря. В статье предполагается, что эти обезьяны прибыли из Южной Америки, а не из Центральной, случайно доплыв туда тем же способом, каким их предки пересекли Атлантику.