Животные в ходе эволюции склонны увеличиваться в размерах, показало исследование
Новое исследование подтверждает, что для одного важного биологического признака — размера тела — эволюцию можно предсказать. Учёные из Стэнфорда нашли новые доказательства правила Копа — теории, утверждающей, что линии животных в ходе эволюции склонны увеличиваться в размерах.
Исследование, опубликованное 20 февраля в журнале Science, показывает, что за последние 542 миллиона лет средний размер морских животных увеличился в 150 раз. Этот рост связан не с тем, что все линии животных постепенно становились крупнее, а с тем, что группы организмов, которые уже изначально были крупнее других, со временем становились более разнообразными.
"По причинам, которые мы не до конца понимаем, классы с большим размером тела, судя по всему, со временем становились непропорционально более разнообразными", — сказал Джонатан Пейн.
Универсальный тренд?
Правило Копа, сформулированное в конце XIX века, было основано на наблюдении, что размеры наземных млекопитающих (например, лошадей) со временем увеличивались. Однако проверки правила для других групп давали смешанные результаты. Некоторые учёные предполагали, что наблюдаемый рост среднего размера может быть результатом нейтрального дрейфа — случайных, неселективных эволюционных изменений.
Чтобы проверить, применимо ли правило Копа к морским животным в целом, команда собрала набор данных, включающий более 17 000 родов морских животных, охватывающих пять основных типов (членистоногие, брахиоподы, хордовые, иглокожие и моллюски) и последние 542 миллиона лет. Это наиболее полная проверка правила Копа из когда-либо проводившихся.
Анализ выявил закономерность: не все классы животных эволюционировали в сторону увеличения размера, но те, что были крупнее, как правило, становились более разнообразными со временем. Учёные предполагают, что это связано с преимуществами крупного размера, такими как способность быстрее двигаться, глубже закапываться в осадок или захватывать более крупную добычу.
"Это действительно история о выживании и диверсификации больших существ по сравнению с мелкими", — сказал Ноэль Хайм.
Виртуальная эволюция
Чтобы понять движущие силы этого тренда, учёные использовали компьютерную модель, симулирующую эволюцию размеров тела. Модель сравнивала сценарии нейтрального дрейфа и естественного отбора (активной эволюции), при которой больший размер тела даёт преимущества для выживания.
Оказалось, что сценарий нейтрального дрейфа не может объяснить тенденции, наблюдаемые в палеонтологической летописи.
"Степень увеличения как среднего, так и максимального размера тела просто плохо объясняется нейтральным дрейфом. Похоже, что на самом деле необходим некоторый активный эволюционный процесс, способствующий увеличению размеров", — заключил Хайм.
Исследование показывает, что размер тела часто эволюционирует направленно, что открывает вопрос о возможной направленности в эволюции других признаков.