Жизнь на суше началась с вторжения
Ученые уверены, что животная жизнь на твердой земле началась с нескольких коротких вспышек, когда морские существа совершили скачок из океанов.
Новое исследование Портсмутского университета также дает четкую картину того, как животные быстро распространились и изменились после этого перехода.
Исследование под руководством доктора Николаса Минтера из Школы наук о Земле и окружающей среде университета опубликовано в Nature Ecology and Evolution.
Это первое исследование, использующее следовые окаменелости — «отпечатки» поведения животных, такие как следы и норы, — чтобы показать, как произошел важный эволюционный шаг для Земли: колонизация суши.
Первоначальное вторжение произошло по всему миру, от границ между сушей и океанами, за которым последовало расширение в поймы, реки, пустыни и озера.
Впервые такая закономерность была выявлена с помощью следовых окаменелостей для отслеживания эволюции поведения животных, их образа жизни и способов взаимодействия с новыми средами.
Доктор Минтер сказал: «Когда первые животные вышли из океанов, перед ними был чистый холст — других животных там не было, и поэтому они быстро диверсифицировались как в своем поведении, так и в экологических ролях, или той части, которую они играли в театре жизни».
Этот эволюционный скачок — ранняя вспышка быстрой адаптации и диверсификации к новым средам, за которой следует долгий период незначительных изменений, — наблюдался в формах и размерах животных, но впервые он показан для их поведения.
Существа, совершившие скачок на сушу, представляют собой лишь небольшую часть морской популяции. Например, пауки произошли из той же группы, что и крабы, а слизни и улитки — из той же группы, что кальмары и каракатицы.
«Не многие представители какой-либо одной группы, или типа (Phylum), совершили переход из моря на сушу или в пресную воду», — сказал доктор Минтер.
«Удивительно то, что скачки в эволюции следуют одной и той же схеме — ранняя эволюционная вспышка быстрой диверсификации и долгий период относительного спокойствия — каждый раз, когда животные осваивали новые среды обитания: сначала границы между морем и сушей, затем поймы, за которыми следовали реки, пустыни и озера.
Каждая вспышка была эволюционным экспериментом, но результаты очень похожи.
Как ученые, мы знаем, что эксперименты, как правило, имеют разные результаты, если изменить параметры, но в этом случае наблюдается постоянство, которое предполагает фундаментальное ограничение на поведенческие и экологические роли, выполняемые животными на суше».
Это исчерпывающее исследование — семилетний анализ всех известных данных о следовых окаменелостях, охватывающих 200-миллионный период истории Земли, — также может рассказать нам о нашем будущем.
«Теперь у нас есть основа, которую мы можем применять к другим вопросам и которая позволяет нам сравнивать древние и современные сообщества. Эта основа может помочь нам понять, претерпевают ли современные сообщества фундаментальные изменения, как это происходило с древними в прошлом, например, в ответ на изменение климата».
Следовые окаменелости многое рассказывают нам о животной жизни, включая то, кто там был, когда и как они себя вели. Хотя исследование доктора Минтера включало изучение отчетов о сотнях следовых окаменелостей из сотен горных пород по всему миру, планета еще не раскрыла всех своих секретов.
Он сказал: «Это не обязательно окончательный вывод. Еще одним крупным скачком стала эволюция общественных насекомых, таких как муравьи и термиты, которые совместно строили сложные структуры и общества. Более поздним этапом в эволюции животных стало появление разумной жизни — животных, которые могли изготавливать и использовать инструменты, включая людей и наших предков, обезьян. Нам еще предстоит исследовать, как животные диверсифицировались и изменяли свои среды во время этих событий и как это формировало нашу планету».