Динозавры начали превентивное вымирание за десятки миллионов лет до астероида

Ученые из Университета Рединга и Бристольского университета в Великобритании показали, что динозавры начали вымирать задолго — как минимум за 40 миллионов лет — до своего окончательного исчезновения. Статья опубликована в журнале PNAS.

Ученые проанализировали три недавно опубликованных филогенетических древа динозавров, включающих несколько сотен видов. Использовав обобщенную линейную смешанную модель анализа (GLMM) в рамках байесовского анализа, они нашли модель, оптимальным образом объясняющую имеющиеся данные для всех трех филогенетических деревьев. Согласно этой модели, скорость вымирания динозавров начала превышать скорость видообразования примерно за 24 миллиона лет до мел-третичного вымирания — массового вымирания на границе мела и палеогена около 66 миллионов лет назад.

Поскольку динозавры были очень неоднородной и сильно диверсифицированной группой — от бипедальных хищных терапод до передвигающихся на четырех ногах растительноядных зауропод, — исследователи предположили, что скорость эволюции может быть разной для разных групп динозавров. Чтобы проверить это, они провели отдельный анализ для каждой из трех основных групп: птицетазовых, завроподоморфов и теропод. При таком подходе оптимальной для каждой из трех групп по-прежнему осталась модель, согласно которой скорость вымирания начала превышать скорость видообразования задолго до окончательного исчезновения динозавров, однако момент, в которой это произошло, сдвинулся еще дальше в прошлое: на 48-53 миллионов лет до окончательного мел-третичного вымирания. Причина такого несоответствия — в разной скорости эволюции для разных групп динозавров. В частности, для двух групп птицетазовых динозавров — гадрозавридов и цератопсидов — скорость видообразования отличается от всех остальных групп птицетазовых динозавров и не демонстрирует ни снижения, ни повышения.

В среднем для всех динозавров скорость вымирания начала превышать скорость видообразования как минимум 40 миллионов лет назад. Иными словами, в тот период — задолго до своего окончательного исчезновения — динозавры утратили способность замещать вымирающие виды новыми видами. Наиболее заметен этот эффект для зауроподоморфов: в этой группе скорость видообразования быстро росла в триасе и начале юрского периода, после чего начала резко замедляться, став ниже скорости вымирания уже примерно к 114 миллионам лет назад. У теропод и птицетазовых динозавров скорость видообразования падала не так быстро, но тоже стала ниже скорости вымирания примерно 120 и 114 миллионов лет назад, соответственно.

Чтобы попытаться найти причину такого снижения скорости видообразования, авторы сначала проверили гипотезу, согласно которой видообразование в какой-то момент ограничивается заполнением всех доступных экологических ниш. Этот эффект становится тем сильнее, чем активнее идет видообразование: чем больше становится число родственных групп, тем меньше для них остается доступных экологических ниш. Однако анализ показал, что этот эффект не объясняет снижения скорости видообразования у динозавров.

Как предполагают авторы, причины постепенного угасания динозавров были скорее физическими, связанными с географией или размером их участков. Хотя конкретные события по-прежнему остаются неизвестны, в числе возможных причин ученые называют глобальные изменения, происходившие в меловом периоде: продолжающийся раскол Лавразии и Гондваны, ограничивающий свободное перемещение динозавров, повышенная вулканическая активность, изменения климата и колебания уровня моря.

Несмотря на то, что динозавры оставались доминирующей группой наземных животных вплоть до конца мелового периода, к этому времени они уже давно утратили способность замещать вымирающие виды новыми. Именно поэтому они и оказались настолько уязвимыми и не смогли справиться с резкими и внезапными изменениями, произошедшими на границе мела и палеогена, — например, связанными с падением астероида.

Вопрос о том, испытывали ли динозавры постепенное угасание прежде, чем окончательно исчезнуть около 66 миллионов лет назад, во время массового мел-третичного вымирания, давно обсуждается учеными. Однако до сих пор этот вопрос оставался без ответа — в основном, как отмечают авторы, из-за недостатка данных, недостаточно совершенных методов датировки ископаемых, а также из-за того, что все предыдущие исследования не учитывали филогенетических отношений динозавров и не пытались проанализировать их эволюционную динамику.

Софья Долотовская

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Безумие в наследство — 2

Как развитие технологий позволило нащупать «топологическое решение» загадки шизофрении

Шизофрения — одна из самых загадочных и сложных болезней человека. Уже более ста лет ученые пытаются понять причины ее возникновения и найти ключ к терапии. Пока эти усилия не слишком успешны: до сих пор нет ни препаратов, которые могли ли бы ее по-настоящему лечить, ни даже твердого понимания того, какие молекулярные и клеточные механизмы ведут к ее развитию. О том, как ученые бьются с «загадкой шизофрении» мы уже неоднократно писали: сначала с точки зрения истории психиатрии, затем с позиции классической генетики (читателю, который действительно хочет вникнуть в суть проблемы, будет очень полезно сначала прочитать хотя бы последний текст). На этот раз наш рассказ будет посвящен новым молекулярно-биологическим методам исследования, которые появились в распоряжении ученых буквально в последние несколько лет. Несмотря на сырость методик и предварительность результатов, уже сейчас с их помощью получены важнейшие данные, впервые раскрывающие механизм шизофрении на молекулярном уровне.