Что касается змей, современный мир предлагает множество богатств. Сегодня существует почти 4000 различных видов змей, поэтому по разнообразию эта группа не сильно отстает от млекопитающих. Змеи также различаются по типу пищи, которую они предпочитают есть: некоторые питаются только дождевыми червями, а другие могут проглотить целого оленя.
«У них просто поразительное разнообразие диет», - говорит Майкл Грундлер, научный сотрудник по экологии и эволюционной биологии из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Он и его коллега Дэниел Рабоски из Мичиганского университета хотели узнать, как эта группа стала такой разнообразной и успешной.
Когда они проанализировали и диету, и эволюционные отношения между сотнями современных змей, пара обнаружила, что массовое вымирание, положившее конец динозаврам, изменило правила игры для рептилий без конечностей. Ученые сообщили 14 октября в журнале PLOS Biology, что первые змеи проскользнули в недавно освободившиеся экологические ниши и быстро развили способность преследовать широкий спектр добычи .
По словам Грундлера, о самых ранних главах эволюции змей известно немного, потому что животные редко сохраняются в виде окаменелостей. Поэтому он и Рабоски использовали информацию от живых существ, чтобы исследовать их историю. Они собрали более 34000 отчетов о рационах 882 видов, основанных на наблюдениях за дикими змеями и препарированных музейных образцах. Исследователи также использовали генеалогические деревья, определенные генетикой современных змей.
«С помощью этих двух частей информации мы можем сделать выводы о том, как вымершие виды могли выглядеть давным-давно», - говорит Грундлер. Команда использовала математические модели, чтобы восстановить, насколько быстро эти змеи-предки могли измениться с течением времени по мере изменения их рациона.
Первые змеи, вероятно, были насекомоядными. Однако к тому времени, когда 66 миллионов лет назад прибыл астероид, убивающий динозавров, они немного расширились, чтобы пообедать добычей позвоночных.
«Вскоре после этого события мы находим сигнал о большом росте разнообразия диет», - говорит Грундлер. «Те, кто выжил после этого события, разработали тот огромный ассортимент стилей питания, который мы наблюдаем сегодня».
После этого всплеска активности многие группы также очень быстро изменили свой рацион, когда отправились в новые места. Одним из особенно ярких примеров являются змеи дипсадин, подсемейство, насчитывающее более 700 видов, в том числе хряки и ложные коралловые змеи. После прибытия в Южную Америку «Они просто взорвали свое диетическое разнообразие за относительно короткий период времени», - говорит Грундлер. «Они эволюционировали, чтобы специализироваться на дождевых червях, рыбах, лягушках, слизнях, угрях и даже других змеях».
С другой стороны, некоторые группы змей эволюционировали гораздо медленнее. По словам Грундлера, слепые змеи, которые питаются в основном колониальными насекомыми, такими как муравьи и термиты, по-видимому, придерживались аналогичной диеты в течение десятков миллионов лет.
Результаты показывают, как такие возможности, как исчезновение голодных конкурентов (а также появление грызунов и других деликатесов) и переезд в новые среды обитания, «формируют эволюционные состояния», - добавляет он.
Для змей это привело к впечатляющей коллекции приспособлений для питания млекопитающих, птиц, рыб, земноводных, других рептилий и множества беспозвоночных. Появление яда позволило гадюкам и другим амбициозным змеям сбивать добычу, которую в противном случае было бы слишком опасно для них покорить.
Были и более необычные события; члены подсемейства Pareinae в Юго-Восточной Азии, которые питаются исключительно улитками, имеют больше зубов на одной стороне челюсти, чем на другой. По словам Грюндлера, это позволяет змеям «залезть внутрь и разгребать тело улитки», чтобы извлечь несчастное животное из ее асимметричной раковины.
В то же время, как он и Рабоски наблюдали, известно, что даже змеи, которые явно специализируются на добыче одного вида, поедают других животных, встречающихся на их пути. Эта способность к приключениям в еде, возможно, помогала ранним змеям внедрять инновации и процветать на протяжении всей их истории.
По словам Грундлера, хотя новый анализ охватывает все основные семейства змей, он включает только около четверти известных видов. «Есть тысячи видов змей, о которых мы очень мало знаем», - говорит он. «Нам еще предстоит пройти долгий путь».
Следующим шагом будет сбор дополнительной информации об этих таинственных змеях и поиск дополнительной информации по останкам их вымерших родственников.
«Вся эта [работа] основана на живых организмах», - говорит Грундлер. «Если мы сможем лучше наблюдать за диетами ископаемых змей и включить их в наш анализ, это будет действительно важно».
