Современные змеи произошли от шести переживших динозавров групп
Все современные змеи происходят от шести эволюционных линий, которые пережили погубившее нептичьих динозавров вымирание на рубеже мела и палеогена. К такому выводу пришли специалисты, сопоставив молекулярные данные с анализом ископаемых находок. Как отмечается в статье для журнала Nature Communications, вскоре после массового вымирания высшие змеи пережили всплеск разнообразия, связанный с освоением новых регионов и экологических ниш.
Мел-палеогеновое вымирание, которое произошло 66 миллионов лет назад, погубило около 75 процентов всех существовавших на тот момент видов животных и растений. Самые известные его жертвы — нептичьи динозавры. Однако вместе с ними также исчезли и многие других животные, например, энанциорнисы, птерозавры, мозазавры и аммониты. Некоторые группы, такие как настоящие птицы и чешуекрылые, смогли пережить массовое вымирание, однако их видовое разнообразие резко сократились — и на его восстановление потребовалось некоторое время. Даже млекопитающие, которые, казалось бы, выиграли от исчезновения нептичьих динозавров, на самом деле понесли серьезные потери.
Долгое время специалисты полагали, что змеи пережили конец эпохи динозавров с минимальными потерями. Лишь в западной части Северной Америки палеонтологическая летопись свидетельствовала о резком сокращении разнообразия чешуйчатых рептилий (Squamata), к которым относятся змеи, около 66 миллионов лет назад. Впрочем, ископаемые остатки змей слишком редки и фрагментарны, чтобы делать однозначные выводы по данной теме. А попытки реконструировать эволюционную историю данной группы приводили к противоречивым результатам.
Команда исследователей во главе с Николасом Лонгрихом (Nicholas R. Longrich) из Батского университета решила больше узнать об эволюции змей — в том числе о том, как на этих рептилиях сказалось мел-палеогеновое вымирание. На первом этапе авторы собрали данные о геномах 115 современных видов змей, представляющих все ныне живущие семейства за исключением малоизученных групп Anomochilidae и Xenophidiidae, которые населяют Малайзию и Индонезию и включают три и два вида соответственно. Добавив к этому материалу информацию об ископаемых видах, ученые построили филогенетическое древо змей.
Согласно реконструкции Лонгриха и его коллег, диверсификация змей из клады Afrophidia (она включает большинство высших змей (Alethinophidia) кроме вальковатых змей (Aniliidae) и земляных удавов (Tropidophiidae)) произошла вскоре после массового вымирания на рубеже мела и палеогена. В тот же период времени возникли клада Amerophidia (именно к ней относятся вальковатые змеи и земляные удавы), а также узкоротые змеи (Leptotyphlopidae) и слепозмейки (Typhlopidae).
На следующем этапе исследователи попытались оценить морфологическое разнообразие змей до и после мел-палеогенового вымирания. Для этого они проанализировали размер и форму ископаемых позвонков, которые принадлежали змеям, жившим с позднего мела до олигоцена. Оказалось, что эти рептилии были достаточно разнообразными еще до вымирания нептичьих динозавров. Однако после границы мела и палеогена разнообразие змей дополнительно выросло. Например, в этот период змеи начали осваивать древесный образ жизни, представители ныне вымершего семейства Palaeophiidae перешли к морскому образу жизни, а в Южной Америке появился гигантский удав Titanoboa cerrejonensis. При этом на среднем размере змей массовое вымирание практически не сказалось (хотя в палеоцене на планете возникли несколько видов очень крупных змей, включая уже упомянутого титанобоа).
Дополнительный анализ позволил выяснить, где возникли основные группы змей. Судя по всему, клада Afrophidia имеет азиатское происхождение, а Amerophidia — южноамериканское. Узкоротые змеи (Leptotyphlopidae) появились в Африке или Северной Америке, а слепозмейки (Typhlopidae) — на территории Индостана.
Лонгрих и его коллеги предполагают, что мел-палеогеновое вымирание пережили лишь шесть современных эволюционных линий змей (а также некоторые семейства, которые исчезли уже в кайнозое). Вероятно, этим рептилиям помогла выжить их способность подолгу обходиться без пищи. Кроме того, змеи, которые вели роющий образ жизни или обитали в пресных водоемах, меньше пострадали от последствий падения астероида.
Авторы признают, что пока трудно сказать, как именно массовое вымирание сказалось на экологическом и морфологическом разнообразии змей. Поскольку это событие пережили представители нескольких групп, которые вели отличающийся образ жизни, есть вероятность, что при переходе от мела к палеогену сохранились основные экологические и морфологические группы змей. Альтернативная гипотеза предполагает резкое падение разнообразия 66 миллионов лет назад с последующим быстрым восстановлением. В любом случае фрагментация популяций и исчезновение конкурентов после массового вымирания привели к тому, что змеи смогли колонизировать новые регионы (например, высшие змеи из Азии расселились по всему миру) и освоить новые экологические ниши. Это объясняет, почему вскоре после мел-палеогенового вымирания произошла диверсификация высших змей.
Интересно, что анализ ископаемых указывает на падение разнообразия змей, которое произошло в олигоцене и, вероятно, было связано с глобальным похолоданием. Вслед за ним, на рубеже олигоцена и миоцена, змеи смогли вернуть было разнообразие благодаря некоторому потеплению и формированию травянистых равнин. Именно в этот период, судя по филогенетическим данным, произошла значительная диверсификация клады Caenophidia, которая включает 80 процентов современных змей.
Недавно палеонтологи обнаружили в триасовых отложениях Аргентины ископаемую рептилию Taytalura alcoberi возрастом около 231 миллиона лет. Она являлась одним из базальных представителей лепидозавров — группы, объединяющей ящериц, змей и гаттерий.
Сергей Коленов
Они жили 107 миллионов лет назад
Австралийские палеонтологи изучили два ископаемых образца, которые были найдены более тридцати лет назад в штате Виктория. Оказалось, что оба они принадлежали птерозаврам. Возраст находок составляет около 107 миллионов лет, что делает их древнейшими остатками птерозавров на территории Австралии. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Historical Biology. Птерозавры (Pterosauria) первыми из позвоночных освоили активный полет. Эти рептилии появились на планете в конце триаса, около 228 миллионов лет назад, и правили небесами на протяжении оставшейся части мезозоя. А исчезли они около 66 миллионов лет назад, во время массового вымирания на рубеже мела и палеогена, которое также погубило нептичьих динозавров, большинство морских рептилий и многие другие группы животных. Предполагается, что благодаря способности летать птерозавры смогли колонизировать все мезозойские континенты и большинство островов. Однако в некоторых регионах ископаемая летопись этой группы очень скудна. Например, в Австралии остатки птерозавров известны только из отложений мелового периода. На их основе было описано четыре вида этих рептилий: Mythunga camara, Aussiedraco molnari, Ferrodraco lentoni и Thapunngaka shawi (последний считается самым крупным птерозавром континента). Остальные остатки австралийских птерозавров представляют собой разрозненные фрагменты скелета, которые в лучшем случае можно идентифицировать до уровня семейства. Команда палеонтологов под руководством Адель Пентланд (Adele H. Pentland) из Университета Кёртина дополнила историю австралийских птерозавров. Исследователи сосредоточили внимание на сложном крестце (образец NMV P185973) и левой пястной кости (образец NMV P186084), которые были найдены на формации Эумералла в штате Виктория в 1986 и 1989 годах соответственно, но до сих пор не получили формального описания. Возраст обеих находок составляет около 107 миллионов лет, что соответствует концу раннего мелового периода. Анализ образцов показал, что оба они принадлежали птерозаврам. По словам Пентланд и ее коллег, это древнейшие остатки представителей данной группы, когда-либо обнаруженные в Австралии. Из-за фрагментарного характера образцов установить их систематическую принадлежность удалось лишь приблизительно. Судя по всему, обладатель сложного крестца NMV P185973 относился к подотряду птеродактилей (Pterodactyloidea), Это была рептилия с размахом крыльев более двух метров. Птерозавр, от которого осталась пястная кость NMV P185973, также принадлежал к этой группе. Авторы помещают его в кладу Archaeopterodactyloidea или Pteranodontia. Возможно, обладатели образцов NMV P185973 и NMV P186084 относились к одному виду, однако имеющихся данных недостаточно, чтобы утверждать это наверняка. Исследователи также нашли свидетельства, что пястная кость NMV P186084 принадлежала молодой особи. В пользу данной версии в первую очередь свидетельствуют небольшие размеры образца. Это первая находка молодого птерозавра в Австралии. Следует отметить, что в начале мелового периода Австралия, которая тогда входила в состав сверхконтинента Гондваны, располагалась ближе к Южному полюсу, чем в наши дни. Территория штата Виктория и вовсе лежала на 76 градусах южной широты, что соответствует северу нынешней Антарктиды. Хотя в те времена на планете было теплее, чем сейчас, на таких высоких широтах все равно царил умеренный климат с выраженной сменой сезонов. Кроме того, на протяжении нескольких недель в году здесь стояла полярная ночь. Местным животным непросто было выживать в таких условиях — однако птерозаврам это удавалось. Не исключено, что крылатые рептилии только размножались в высоких широтах, а на зиму мигрировали в северном направлении. Ранее мы рассказывали о том, как палеонтологи описали два новых вида птерозавров, которых назвали Yelaphomte praderioi и Pachagnathus benitoi. Окаменелости нашли в триасовых отложениях Аргентины, возраст которых находится в диапазоне от 227 до 201,3 миллиона лет, что делает новые виды самыми древними птерозаврами Южного полушария.