Хищных млекопитающих создала конкуренция
|
Международная группа биологов различных специальностей провела крупномасштабное исследование, помогающее обрисовать движущие силы эволюции хищных млекопитающих. Ученые собрали данные по распространению, молекулярным маркерам и морфологическим признакам хищных млекопитающих всего мира. Оказалось, что у хищников, живущих на одной территории, морфологические различия в целом больше, чем у тех, которые живут порознь. При этом чем дольше хищники сосуществуют и чем больше площадь совместного обитания, тем резче проявляются различия. Это доказывает ведущую роль конкуренции в видообразовании у хищников.
Пока политики и философы горячо дискутируют о том, нужно ли преподавать теорию Дарвина в школе, биологи продолжают работать, по крупицам собирая знания об эволюции животных на Земле. На сегодняшний день рассматриваются две основных концепции механизмов видообразования: аллопатрическое и симпатрическое видообразование.
Аллопатрическое видообразование — это разделение одного вида на два из-за появления изолирующего барьера на месте исходной предковой популяции. Предполагается, что в двух изолированных частях популяции будут накапливаться разные мутации, и в итоге две части превратятся в разные виды.
Второй путь — симпатрическое видообразование — предполагает появление двух или больше видов без изолирующего барьера. Движущей силой будет конкурентная борьба между особями. В результате острой конкуренции преимущество будут получать крайние формы, а численность средних форм постепенно уменьшится.
В природе существует множество примеров и того и другого типа видообразования. Вместе с тем, теоретических и практических претензий к обоим типам у зоологов тоже хватает. Одна из претензий к изоляционному видообразованию состоит в том, что целые букеты родственных видов живут вместе на одной территории, и никаких изоляционных барьеров между ними нет. Основная проблема симпатрического видообразования — это то, что совершенно непонятно, как при постоянном обмене генами могут разделиться генофонды и получиться новые виды (об этом см. Эволюция без преград: ботаники нашли новое доказательство видообразования без географических барьеров, Видообразование — личное дело каждого, Для видообразования не нужны барьеры). Так какому же из типов отдать предпочтение?
Чтобы хоть как-то прояснить этот вопрос, международная команда специалистов из Америки (Вирджинский университет в Шарлотсвилле) и Великобритании (Центр популяционной биологии Лондонского имперского колледжа в Аскоте и Королевский ботанический сад в Кью) предприняла глобальное исследование. Предварительные рассуждения просты: если между животными сильна конкуренция, значит эволюция должна развести противников, предоставив им разный рацион питания. Следовательно, различия в строении их зубов и в весе тела будут увеличиваться. Если никакой конкуренции нет (читай: нет никакого отбора и видообразования), а животные просто собрались в одном месте, потому что условия среды показались им подходящими, то никаких особых морфологических различий зубов и веса тела у них не будет.
Чтобы проверить, какая из гипотез верна, нужны были три группы данных. Во-первых, сведения по распространению всех хищных млекопитающих по всему миру. Во-вторых, данные о морфологии зубов по каждому виду. Здесь были выбраны признаки хищных и предкоренных зубов. Именно эти зубы определяют узкую пищевую специальность хищника. В-третьих, понадобилась эволюционная схема хищных млекопитающих, построенная независимо от морфологических признаков зубов. Что ж, и такая схема нашлась — ее построили на основе молекулярных данных. На этой схеме выделили 50 пар видов, имевших одного и того же непосредственного предка. Для этих пар оценили различие морфологии зубов и веса тела. Далее подсчитали, насколько перекрывается ареал этих близких видов. Теперь осталось только соотнести общую площадь и морфологические различия. Если никакой зависимости нет, то и никакой симпатрической эволюции у хищников нет, если тренд есть, то это будет доказательством симпатрической эволюции.
Оказалось, тренд есть. И весьма надежный! В целом, 63% различий в зубной системе хищников определяются симпатрическим конкурентным давлением. Вынужденные жить вместе, животные приспосабливаются к разной диете и для этого видоизменяют свой главный инструмент добывания и переработки пищи — зубы. При этом симпатрическая конкуренция довольно мало влияет на вес тела хищника.
Итак, замечательное разнообразие хищников — пантер, львов, леопардов, медведей и мангустов — не меньше чем на 60% обеспечено конкуренцией и последующим видообразованием. Это не слишком яркое, но очень изящное и убедительное исследование показывает, по крайней мере, масштабы работы конкурентной борьбы.
Источник: T. Jonathan Davies, Shai Meiri, Timothy G. Barraclough, John L. Gittleman. Species co-existence and character divergence across Carnivores // Ecology Letters. 2007. V. 10. P. 146–152.
Елена Наймарк
