Одно из наиболее распространенных клише о крокодилах — называть их «живыми окаменелостями». Как и в случае со многими стереотипами, в этом выражении есть доля правды. Крокодилы, жившие 200 миллионов лет назад, удивительно похожи на тех, которых мы знаем сегодня.
Но почему современные крокодилы (Crocodilia) так мало изменились за такой огромный промежуток времени? В новом исследовании ученые во главе с Максом Стокдейлом из Бристольского университета попытались ответить на этот вопрос, используя расширенное эволюционное моделирование.
Родственники крокодилов существуют уже очень давно, их окаменелые останки были найдены в скалах раннего юрского периода, возраст которых составляет около 200 миллионов лет. Что еще более странно, эти крокодилы времен динозавров часто удивительно похожи на современных крокодилов.
Такое отсутствие изменений за столь долгое время весьма необычно — особенно с учетом огромного разнообразия современных животных, которое накопилось за куда более короткий промежуток времени.
Например, настоящие птицы впервые появляются в летописи окаменелостей через много миллионов лет после появления первых крокодилов, но сегодня их насчитывается около 10 000 видов, от колибри до страусов. У крокодилов всего 25 видов, и, за исключением некоторых различий в форме их черепа, все они выглядят довольно похоже.
Авторы исследования разработали эволюционную модель, сравнив данные о размерах тела из окаменелостей крокодилов. Эти данные в сочетании с эволюционными отношениями между каждым видом позволили рассчитать траекторию эволюции размеров тела во времени. Затем ученые откалибровали эту траекторию с датами окаменелостей, дав меру изменения размера тела в единицу времени — эволюционную скорость.
Эти расчеты позволили измерить скорость эволюции каждого вида, и распределение этих темпов позволило по-новому взглянуть на то, как эволюционировали крокодилы. Большинство изученных видов эволюционировали очень медленно, но некоторые виды развивались быстрее. Более быстро развивающиеся виды не появлялись независимо друг от друга, вместо этого они имели тенденцию появляться вместе, когда климат был более теплым.
Эта модель низких темпов эволюции, прерываемая случайными всплесками активности, известна как «прерывистое равновесие».
Это то, что мы ожидаем увидеть в случаях, когда эволюция движима внешними факторами, такими как массовые вымирания или изменение климата, а не внутренними силами, такими как половой отбор или гонка вооружений между хищниками и жертвами. Прерывистое равновесие означает, что организмы найдут оптимальное состояние и будут оставаться в этом состоянии, пока окружающая среда не заставит их адаптироваться к новым условиям.
Непонятно почему одни животные следуют этой модели прерывистого равновесия, а другие нет. Здесь может быть несколько разных факторов. Современные крокодилы не способны контролировать температуру своего тела, поэтому они могут быть более чувствительны к изменениям климата, чем млекопитающие или птицы. И наоборот, современные крокодилы способны выжить без еды в течение очень долгого времени, что делает их более устойчивыми в трудные времена.
Ученые указывают, что многообещающим направлением исследований была бы попытка обнаружить подобную модель прерывистого равновесия у других групп схожей древности, таких как черепахи.
Исследование доказывает, что крокодилы оставались неизменными в течение очень долгого времени, потому что достигли состояния равновесия, которое не требует частого изменения. Когда эволюция крокодилов происходила быстрыми темпами, вероятно, причиной этому было изменение окружающей среды и необходимость адаптироваться к ней. Это также может объяснить, почему вымерли более необычные родственники крокодилов.
