Хищные моллюски заставили своих жертв эволюционировать

Ученые из США проанализировали историю взаимодействия хищников с жертвами среди плеченогих и моллюсков на промежутке от ордовика до четвертичного периода, чтобы проверить одно из основных положений гипотезы эскалации. Оказалось, что постепенно увеличивавшиеся в размере на протяжении 500 миллионов лет хищники стали движущей силой эволюции — вынудили жертв вырабатывать механизмы защиты. Работа опубликована в журнале Science.

Среди механизмов эволюции выделяют эскалацию, которая предполагает, что более активные группы (конкуренты, враги, хищники, опасная добыча) являются основными движителями естественного отбора. Возникающее в результате их активных действий нисходящее давление заставляет эволюционировать пассивные группы. Но оценить гипотезу эскалации оказалось непросто. В частности, из-за нетривиальности задачи по восстановлению древних трофических связей. Например, до сих пор неизвестно, как соотносились размеры хищников и жертв, и как изменялась эта взаимосвязь со временем.

Чтобы ответить на этот вопрос, ученые сосредоточились на окаменелостях моллюсков и брахиопод. Ведущие хищный образ жизни представители этих таксонов используют специальное «сверло», чтобы пробуравить раковину жертвы и добраться до мягких тканей. Подобным образом действуют широко распространившиеся в Черном море рапаны (Rapana), завезенные туда из морей Тихого и Индийского океанов. Эти моллюски питаются в основном мелкими двустворчатыми, например, мидиями и устрицами. Взрослые особи достаточно сильны, чтобы разжать створки раковины жертвы ногой, на которой они передвигаются по дну, но молодые вынуждены пробуравливать в ней небольшое отверстие языком-сверлом. Эти отверстия, дошедшие до нас в окаменелостях, стали для ученых буквально летописью взаимоотношений между хищниками и жертвами на протяжении фанерозоя.

Диаметр проделываемого «сверлителем» отверстия оказался надежным параметром, положительно коррелирующим с размером самого хищника. Ученые провели измерения, позволившие оценить размеры жертв и их соотношение с размером хищника в 6943 образцах.

Оказалось, что на протяжении фанерозоя размеры жертв в среднем не изменились, в то время как диаметр отверстий в их раковинах увеличился с 0.35мм до 3.25мм, а соотношение размеров хищника и жертвы выросло в 67 раз.

В ответ на увеличение размеров и усиление хищников жертвы могут, например, нарастить более надежную защиту, научиться активнее убегать, лучше прятаться или тоже подрасти. По каким-то причинам последнего они не сделали, но другие изменения были обнаружены. Полученные результаты ученые трактуют как мощное подтверждение гипотезы эскалации — по-видимому данный механизм действовал в отношении изучаемых бентосных организмов — активные действия хищников вынудили жертв эволюционировать.

Ученые отмечают, что в современных морских экосистемах соотношение размеров хищников и жертв не подвержено влиянию факторов окружающей среды. Так, у моллюсков не обнаруживается корреляции между уровнем метаболизма и, например, температурой и концентрацией кислорода на протяжении фанерозоя. Зато подобные взаимосвязи известны у млекопитающих — недавно ученые показали, что в результате происходивших за историю Земли перепадов температуры, млекопитающие изменялись в размерах.

Юрий Солюс