Эволюция и ядовитые змеи: диета отличает двойников на двух континентах
На противоположных сторонах земного шара, за миллионы лет, змеи Северной Америки и Австралии независимо друг от друга развили схожие типы телосложения, которые помогали им эффективнее двигаться и ловить добычу.
На обоих континентах есть коренастые, отлично замаскированные засадные хищники, такие как гремучники в Северной Америке и гадюковые смертельные змеи (death adders) в Австралии. На обоих континентах есть стройные, быстро передвигающиеся активные охотники, а также мелкие роющие змеи.
Эта независимая эволюция схожих форм тела в ответ на аналогичные экологические условия — яркий пример явления, называемого конвергенцией. Однако, несмотря на внешнее сходство, новое исследование Мичиганского университета показывает, что двойники с двух континентов радикально отличаются по крайней мере в одном важном аспекте: диете.
"Большинство биологов склонны предполагать, что конвергенция в форме тела для группы организмов подразумевает их экологическое сходство. Но наше исследование показывает, что в диете многих морфологически очень похожих змей почти нет совпадений", — говорит эволюционный биолог Дэниел Рабоски.
В то время как в Северной Америке обитает по крайней мере семь различных групп "продвинутых" змей, только одна крупная группа — аспиды (elapids) — колонизировала Австралию примерно 12 миллионов лет назад. Аспиды, имеющие полые, неподвижные клыки для впрыскивания яда, встречаются по всему миру и включают королевских кобр, коралловых аспидов, мамб и крайтов.
За миллионы лет эволюция позволила австралийским аспидам диверсифицироваться и специализироваться в процессе адаптивной радиации. Они заняли различные среды обитания и разделились примерно на 100 видов, включая змей с одним из самых токсичных ядов: тайпанов, коричневых змей, гадюковых смертельных змей и тигровых змей.
Со временем австралийские змеи приобрели большинство форм тела, встречающихся у североамериканских змей.
Исследователи сравнили эти формы тела, проанализировав 786 образцов, представляющих 248 видов, из коллекций музеев. Они обнаружили, что морфологии австралийских аспидов эволюционировали в те же типы форм тела, что наблюдаются у гораздо более разнообразного набора змей Северной Америки.
"Например, в Австралии есть гадюковая смертельная змея — коренастый засадный хищник, который выглядит, по сути, как типичная гадюка. Но это не гадюка и, фактически, гораздо ближе к другим австралийским аспидам, большинство из которых совсем не похожи на гадюк", — отмечает Майкл Грундлер.
Исследователи изучили литературу по пищевым привычкам змей на обоих континентах, разделив добычу на 8 категорий: беспозвоночные, рыбы, амфибии, ящерицы и змеи, их яйца, птицы, птичьи яйца и млекопитающие.
Во многих случаях австралийские и североамериканские змеи, схожие по внешности, сильно различаются в своих диетах.
Например, большинство мелких змей, обитающих в песке или лесной подстилке в Северной Америке, питаются беспозвоночными. Но в Австралии такие змеи, как правило, являются специалистами по ящерицам и другим змеям.
Физическое сходство между североамериканскими и австралийскими змеями, по мнению авторов, отражает эволюционные преимущества, которые эти формы тела обеспечивают для передвижения, добывания пищи или использования среды обитания.