В ходе эволюции нередко наблюдаются случаи как существенного увеличения, так и уменьшения размеров тела. Считается, что первые млекопитающие представляли собой мелких животных наподобие землероек. В современной фауне встречаются такие гиганты, как гиппопотамы, слоны, жирафы, и киты. Самым же крупным из ископаемых наземных млекопитающих был Indricotherium, живший в лесах средней Азии около 30 млн. лет назад и имевший размеры 4,8 м в холке, 8 м в длину и массу тела около 16 т (его считают давним близким родственником современных носорогов). Многочисленны и обратные примеры, особенно типичные для островных популяций. Так, известно, что на островах Калифорнийского канала были обнаружены ископаемые «измельчавшие мамонты», жившие 30-12 тыс. лет назад, которые достигали роста от 120 до 180 см в холке и весили до 1 т - в 10 раз меньше по сравнению со своими ближайшими родственниками с материка, а на Сицилии и Мальте в свое время обитали слоны (Elephas falconeri) ростом 90 см, весившие всего 100 кг. В Либерии и в настоящее время живет карликовый бегемот, масса тела которого также составляет одну десятую массы обыкновенного бегемота. Также знамениты племена пигмеев центральной Африки, в которых средний рост мужчины составляет менее 150 см (недавнее исследование показало, что уменьшение роста происходило в разных племенах независимо как минимум дважды).
Используя ископаемые и ныне живущие виды, ученые рассчитали скорости роста в 28 группах млекопитающих за последние 70 миллионов лет. В своих рассчетах ученые исходили из эмпирически установленной зависимости между массой тела и временем одной генерации, которая имеет степенной вид с показателем степени 0,259 (т.е. время генерации пропорционально массе тела в степени 0,259). Было установлено, что наземным млекопитающим необходимо в среднем 1,6 млн. поколений, чтобы увеличить массу тела в 100 раз, около 5 млн. для 1000-кратного увеличения и 10 млн. для 5000-кратного увеличения размеров. Прибегнув к немудреной математике, легко рассчитать, что для обеспечения такой скорости роста достаточно, чтобы каждое следующее поколение перерастало своих родителей на десятитысячные доли процента. Авторы отмечают, что в целенаправленных лабораторных экспериментах с отбором на мышах (длящихся всего десятки-сотни поколений) наблюдались и существенно большие скорости увеличения размеров тела.
Среди наземных млекопитающих для непарнокопытных, таких как лошади и носороги скорость роста размеров тела в эволюции оказалась наибольшей, а наименьшей, к удивлению ученых, - для приматов. «Судя по всему, стать большим носорогом или большим слоном гораздо легче, чем большим приматом, каковы бы ни были причины данной закономерности» - говорит автор исследования. Самая же высокая скорость роста размеров тела оказалась в группе китообразных, где 1000-кратное увеличение требовало около 3 млн. поколений, в целом приблизительно в 2 раза быстрее, чем для наземных млекопитающих. Ученые выдвинули предположение, что это можно объяснить спецификой плотной водной среды, снимающей до определенной степени ограничения, связанные с высокой массой тела. Если бы не поддерживающее действие воды, внутренние органы кита были бы просто раздавлены его собственной массой.
Исследование также показало, что уменьшение размеров тела млекопитающих может происходить с более чем в 30 раз большей скоростью, чем увеличение. Так, снижение размеров тела островных популяций слонов, мамонтов, гиппопотамов, а также благородного оленя составляло от 5- до 100-кратного, занимая при этом от 2300 до 120000 поколений (6-800 тыс. лет). «Эта разница в скоростях увеличения и уменьшения размеров тела весьма впечатляет» - говорят авторы исследования, выдвигая два предположения (не исключающих друг друга) по поводу причины. Первое объяснение связано опять же с более трудно преодолеваемыми осложнениями, вызываемыми необходимостью «кормить» и обеспечивать энергоснабжение все большей массы тела в случае ее роста. Очевидно, что снижение размеров тела, напротив, сокращает энергозатраты и может быть выгодно, если в среде обитания нет чрезмерного давления крупных и опасных хищников. Другое предположение отталкивается от обеспечивающих данные формы фенотипической вариации преобразований онтогенеза. Поскольку в ходе онтогенеза любое животное проходит путь от маленького до большого роста, эволюционное уменьшение размеров тела может сравнительно просто достигаться через приостановку роста на более ранней стадии онтогенеза, что можно рассматривать как частный случай педоморфоза. В то же время увеличение массы тела должно требовать более сложных инноваций, связанных с необходимостью соответствующих преобразований скелета, мускулатуры и других обслуживающих систем организма.
«На самом деле мы хотели бы провести аналогичное исследование в отношении динозавров, но, к сожалению, мы не обладаем для этого информацией о продолжительности поколения в этой группе животных» - сетуют авторы.
http://news.nationalgeographic.com/news/2012/02/12020..
http://antropogenez.ru/single-news/article/424/
http://ru.wikipedia.org/wiki/Карликовый_мамонт
https://ru.wikipedia.org/wiki/Карликовый_бегемот
http://en.wikipedia.org/wiki/Paraceratherium
Комментариев нет:
Отправить комментарий