С какой скоростью происходило изменение внешнего облика зверей?
Чтобы увеличить размер тела в 100 тыс. раз (именно во столько различаются мышь и слон), эволюции требуется 24 млн поколений. У водных млекопитающих процесс идёт ещё живее, и уж совсем быстро происходит обратная трансформация из гиганта в карлика.
Изменение размеров млекопитающих, измеренное в числе поколений (рисунок авторов работы).
Первые млекопитающие были мелкими невзрачными зверьками, путавшимися под ногами колоссов-динозавров. После вымирания динозавров они получили карт-бланш, и вот результат: спустя 65 млн лет перед нами великое разнообразие форм, от мышей-полёвок до слонов и китов.
Но с какой скоростью происходило изменение внешнего облика зверей? Если брать самый очевидный параметр, размер тела, то как много времени потребовалось мыши, чтобы превратиться в слона?
Исследователи из Университета Монаша (Австралия) попробовали выяснить, как менялся размер тела у млекопитающих на протяжении последних 70 млн лет. Учёные проанализировали представителей 28 отрядов зверей, обитающих на различных континентах, сравнивая размеры животных на разных этапах эволюционного пути. «Конечные точки», то есть ныне живущие виды, использовались для оценки числа поколений, потребовавшихся для трансформации внутри каждой группы.
Предыдущие работы на эту тему утверждали, что превращение мыши в слона — то есть 10 0000-кратное увеличение размера — занимает от 200 тыс. до 2 млн поколений. Но эти данные основывались на микроэволюционных исследованиях, то есть были получены в результате наблюдений за одним видом и охватывали не слишком большой промежуток времени. Как пишут австралийские учёные в журнале PNAS, макроэволюция длится гораздо дольше, чем микроэволюция: небольшие изменения могут происходить относительно быстро, но масштабные — растягиваются на миллионы и миллионы поколений.
Так, превращение мыши в слона, по подсчётам исследователей, заняло 24 млн поколений. Тысячекратное увеличение размера (от кролика до слона) прошло бы чуть быстрее, но не слишком: 5 млн поколений и 20 млн лет.
Современных слонов от мышей отделяет дистанция в 24 миллиона поколений. (Фото safari-partners.)
Не все группы зверей при этом сохраняют единый темп. Например, самые большие млекопитающие, киты, увеличивались гораздо быстрее, чем наземные звери: чтобы вырасти в тысячу раз, китам понадобилось всего 3 млн поколений. По словам Алистера Эванса, ведущего автора исследования, «поспешность» китообразных может быть связана с особенностями среды обитания: крупные размеры помогают сохранить тепло, что особенно актуально, если живёшь в холодной воде.
Но в эволюции шли и обратные процессы — уменьшение размеров тела и появление карликовых форм. Обратная метаморфоза, по мнению учёных, шла в 30 раз быстрее, что подтверждается палеонтологической историей карликовых мамонтов и некоторых разновидностей ныне живущих благородных оленей, которые сильно уменьшились по сравнению со своими предками. Это может быть связано с тем, что при увеличении размеров животным приходится «изобретать» новые конструктивные особенности, которые позволили бы им выдержать собственный вес. При уменьшении размеров звери как бы пользуются прошлыми инженерными наработками; перед ними стоит лишь одна задача — «ужаться», которая сама по себе занимает не так уж много времени.
