Эволюция размеров тела меняется после массовых вымираний
Ученые из Стэнфордского университета обнаружили неожиданную закономерность в том, как жизнь возрождается после катаклизмов. Исследование, опубликованное 6 октября в Proceedings of the Royal Society B, показывает, что обычные правила эволюции размеров тела меняются не только во время массового вымирания, но и в последующий период восстановления.
Новое исследование, основанное на масштабном анализе морских окаменелостей за последние полмиллиарда лет, находит доказательства того, что массовые вымирания фундаментально меняют набор признаков, которые определяют выживание групп видов.
«В конечном счете, мы хотим иметь возможность, взглянув на летопись окаменелостей, предсказать, что вымрет, и, что более важно, что вернется», — говорит ведущий автор Педро Монаррес. — «Когда мы внимательно изучили 485 миллионов лет вымираний и восстановлений в океанах мира, действительно прослеживается закономерность в том, что возвращается, основанная на размере тела в некоторых группах».
Восстановление в меньших размерах?
Исследование показало, что в долгие промежутки времени между массовыми вымираниями (фоновые интервалы) роды морских животных с меньшим размером тела в среднем имеют равную или более высокую вероятность вымирания, чем их более крупные родственники. Однако массовые вымирания меняют правила непредсказуемым образом.
Например:
- У криноидов (морских лилий) более мелкие роды были значительно более уязвимы во время событий массового вымирания, в то время как в фоновые интервалы разницы не было.
- У трилобитов вероятность вымирания во время фоновых интервалов очень незначительно снижалась с увеличением размера тела, но увеличивалась примерно в восемь раз с удвоением длины тела во время массового вымирания.
Еще более драматичный сдвиг был обнаружен при анализе появления новых родов. Во время фоновых периодов вновь возникшие роды, как правило, были немного крупнее предшественников. В период восстановления после массового вымирания эта тенденция меняется на противоположную: для большинства классов характерно появление новых родов, которые мельче, чем уцелевшие виды.
Исключением из правила «восстановления в меньших размерах» стали, например, роды гастропод (морских брюхоногих моллюсков), которые в периоды восстановления имели тенденцию быть крупнее выживших.
Авторы делают вывод: «Избирательность по размеру тела более выражена, независимо от направления, во время событий массового вымирания и интервалов восстановления, чем в фоновые периоды».
Данные окаменелостей
Для исследования использовалась обширная база данных, включающая 284 308 находок окаменелостей, принадлежащих 10 203 родам морских животных. Анализ вероятности вымирания и видообразования в зависимости от размера тела охватил последние 485 миллионов лет.
Будущее восстановление
Результаты проливают свет на так называемый «эффект лилипутов» — явление, когда в летописи окаменелостей после массовых вымираний становятся более распространены животные меньшего размера.
Исследование предлагает физиологическое объяснение: эта классическая модель уменьшения размеров наблюдается в большинстве классов морских животных с низким уровнем активности и медленным метаболизмом. У более активных животных с быстрым метаболизмом тенденция была обратной.
Массовое вымирание — это драма в двух действиях, — поясняет старший автор Джонатан Пейн. — «Часть, связанная с вымиранием, меняет мир, удаляя организмы выборочно. Затем восстановление происходит не одинаково для всех выживших. В процесс восстановления включается новый набор смещений. Только объединив эти две части, можно по-настоящему понять мир, который мы получаем через пять или десять миллионов лет после события вымирания».