Зоологи объяснили маленькость зайцев и пищух

Зоологи выяснили, почему дикие зайцеобразные почти никогда не достигают массы более пяти килограммов. Проанализировав данные о травоядных животных из 574 регионов по всему миру, ученые пришли к выводу, что размеры зайцев, кроликов и пищух ограничивает конкуренция с копытными и их аналогами. Дело в том, что с энергетической точки зрения зайцеобразное массой более 6,3 килограмма неминуемо проиграет конкуренцию копытному млекопитающему аналогичного размера. Данную закономерность удалось подтвердить не только для современной фауны, но и на основе палеонтологической летописи Северной Америки. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Evolution.

Отряд зайцеобразных (Lagomorpha) включает около ста современных видов зайцев, кроликов и пищух, которые населяют большинство континентов и занимают различные биотопы от арктической тундры и высокогорий до пустынь и тропических лесов. Однако если с экологической точки зрения эти млекопитающие очень пластичны, то внешне они остаются довольно похожими друг на друга.

Например, подавляющее большинство зайцеобразных относятся к мелким видам, вес которых не превышает пять килограммов. Исключения представляют лишь некоторые выведенные людьми породы домашних кроликов, которые могут набирать больше десяти килограммов, а также вымерший вид Nuralagus rex с острова Менорка, в среднем весивший около восьми килограммов. Для сравнения, вес самого крупного ныне живущего грызуна, капибары (Hydrochoerus hydrochaeris), в среднем составляет от 35 до 66 килограммов, а в прошлом на Земле жили и намного более крупные грызуны.

Зоологи Сусуму Томия (Susumu Tomiya) и Лорен Миллер (Lauren K. Miller) из Калифорнийского университета в Беркли решили разобраться, почему зайцеобразные не смогли выйти в крупноразмерный класс. Исследователи предположили, что, поскольку домашние и один островной представители отряда смогли преодолеть пятикилограммовый рубеж, то размеры зайцев, кроликов и пищух ограничены не физиологическими, а экологическими факторами – например, конкуренцией с копытными (Ungulata) и грызунами.

Чтобы проверить гипотезу о конкуренции зайцеобразных с копытными и их аналогами, которая впервые была сформулирована еще в 1970 годах, Томия и Миллер проанализировали данные о средней массе тела этих млекопитающих в 574 экорегионах на различных континентах. Это позволило выявить в каждом из них самых крупных представителей семейства зайцевых (Leporidae) и самых мелких парнокопытных, непарнокопытных или занимающих их ниши кавиаморфных грызунов (Caviomorpha). При этом всеядные и полуводные формы из анализа исключили (это значит, что свиньи, пекари, бегемоты и капибары в него не вошли).

Помимо данных о размерах тела различных животных, зоологи учли дополнительные факторы, в том числе среднюю температуру, уровень осадков, высоту над уровнем моря и лесистость. Построив на основе этих данных регрессионное дерево, исследователи обнаружили, что максимальная масса зайцеобразных в наибольшей степени определяется минимальной массой копытных или кавиаморфных грызунов (этот фактор объясняет 43 процента вариаций). Иными словами, чем мельче в определенном регионе копытные и их аналоги, тем ниже шанс, что местные зайцы и кролики дорастут до крупных размеров. Кроме того, максимальный размер зайцеобразных увеличивается с уменьшением средней температуры и уменьшением среднегодового количества осадков.

Моделирование энергетических потребностей показало, что при увеличении массы тела плотность популяций зайцев и кроликов снижается намного более резко, чем у копытных. По оценке Томии и Миллер, зайцеобразные массой менее 6,3 килограмма должны выигрывать конкуренцию у копытных, а более крупные – проигрывать им. Этот порог очень близок к пятикилограммовому рубежу, который не могут преодолеть современные дикие зайцеобразные. Интересно, что в тропических и субтропических регионах очень мелкие копытные и их аналоги все-таки сосуществуют с зайцеобразными – вероятно, за счет перехода первых на питание фруктами и плодами (для зайцев и кроликов этот вид корма недоступен из-за узкой специализации к кормлению травой и листьями). В более прохладном и сухом климате такие источники пищи редки, так что здесь копытные обычно крупнее.

На последнем этапе исследователи решили проверить свои выводы на данных палеонтологической летописи. Они сосредоточили внимание на ископаемых видах зайцеобразных, копытных и грызунов из Северной Америки, которая считается одним из основных центров эволюции семейства Leporidae. Оценка массы тела показала, что представители 74 вымерших видов зайцеобразных, живших на континенте за последние 43,5 миллиона лет, весили от 0,1 до 2,6 килограмма. Например, самые древние североамериканские представители отряда, Mytonolagus, достигали массы в 0,8 килограмма.

Интересно, что с позднего эоцена до олигоцена в Северной Америке обитало множество мелких копытных массой от 0,1 до 1 килограмма. Однако в начале миоцена большинство из них вымерли – как и зайцеобразные крупнее двух килограммов. С тех пор разрыв в размерах между самыми крупными североамериканскими зайцеобразными и самыми мелкими местными копытными только увеличивался. Возможно, это связано с постепенным охлаждением и аридизацией местного климата.

Порой зайцы используют необычные источники корма. Например, недавно канадские зоологи впервые запечатлели на видео, как американские беляки (Lepus americanus) поедают падаль. Судя по всему, так они пополняют нехватку питательных веществ в организме.

Сергей Коленов