Гигантская птица жила в Новой Зеландии 55-60 миллионов лет назад
Палеонтологи описали два новых вида пингвинов, которые жили в Новой Зеландии 55-60 миллионов лет назад. Один из них был немного крупнее современного императорского пингвина, а второй, получивший название Kumimanu fordycei, мог весить до 155 килограмм — это самый тяжелый пингвин в истории. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Journal of Paleontology.
Согласно современным представлениям, пингвины (Sphenisciformes) появились на планете около шестидесяти миллионов лет назад, вскоре после массового вымирания на рубеже мела и палеогена. Первые этапы эволюции этих птиц проходили на территории современной Новой Зеландии, где был обнаружен древнейший известный пингвин Waimanu manneringi. Местные пингвины достигли высокого разнообразия уже в палеоцене — и сохраняли его на протяжении всего кайнозоя.
Палеонтологи успели описать около 25 видов древних новозеландских пингвинов, причем это явно не окончательная цифра (мы рассказывали о некоторых из этих находок). Самыми необычными из них были гигантские пингвины, которые намного превосходили по размеру всех современных родственников. Например, представители рода Anthropornis, жившие в Новой Зеландии и Антарктиде в позднем эоцене и раннем олигоцене, достигали роста в 1,8 метра и веса до 90 килограмм. Пингвины Kuminanu biceae, которые обитали в Новой Зеландии 55-60 миллионов лет назад, были еще тяжелее: они весили более 100 килограмм.
Команда палеонтологов под руководством Дэниела Ксепки (Daniel T. Ksepka) из Музея Брюса в Гринвиче описала еще более крупного новозеландского пингвина. Изучив окаменелости пингвинов возрастом 59,5-55,5 миллиона лет, обнаруженные на побережье Южного острова Новой Зеландии в 2016-2017 годах, исследователи пришли к выводу, что они принадлежали двум неизвестным ранее видам вымерших пингвинов.
Первый из них, представленный шейным позвонком, плечевой костью и фрагментами еще нескольких костей, оказался представителем описанного ранее рода Kumimanu. Он получил название K. fordycei. Судя по рекордному для пингвинов размеру плечевой кости, которая достигала 233 миллиметров в длину, этот вид был намного крупнее уже известного K. biceae и весил до 155 килограмм. Таким образом, он мог быть самым тяжелым пингвином в истории.
Второй вид, описанный Ксепки и его соавторами по пяти экземплярам, относится к новому роду и виду. Он получил название Petradyptes stonehousei. По оценке исследователей, данный вид не был гигантом и весил около 50 килограмм, то есть был немного крупнее современного императорского пингвина (Aptenodytes forsteri). Авторы также обнаружили еще две небольшие плечевые кости, которые принадлежали неизвестному мелкому виду пингвинов, однако он пока не получил научного описания.
По мнению исследователей, многие палеоценовые пингвины стали гигантами, чтобы лучше регулировать температуру тела во время погружений в холодные глубокие воды. Здесь они могли добывать намного более крупную добычу, чем их современные родственники. Однако к концу палеогена распространившиеся по планете ластоногие вытеснили гигантских пингвинов из этой ниши, что привело к полному исчезновению последних. Интересно, что пингвины достигли гигантских размеров всего за несколько миллионов лет, в период, когда их ареал еще ограничивался Новой Зеландией. Похожую эволюционную траекторию прошли в раннем триасе ихтиозавры, всего за 2,5 миллиона лет увеличившиеся до размеров современных китов.
Предполагается, что предок всех современных пингвинов также жил в Новой Зеландии (или соседней Австралии) около 21,9 миллиона лет назад. Со своей родины пингвины постепенно расселялись по Южному полушарию, чему способствовало открытие пролива Дрейка и усиление Антарктического циркумполярного течения.
Однако это не спасло их от вымирания в результате климатических изменений
Палеонтологи выяснили, как бронтотерии стали такими большими. Оказалось, что на ранних этапах истории данной группы скорость видообразования в ней была очень высокой — а новые виды заметно отличались друг от друга по размеру. Самые крупные из них получали эволюционное преимущество, поскольку не конкурировали с другими травоядными. В результате этого процесса бронтотерии из небольших животных весом меньше 20 килограмм превратились в гигантов весом более тонны. Впрочем, огромные размеры сделали их слишком специализированными — и не дали возможности приспособиться к изменениям климата на рубеже эоцена и олигоцена, которые их и погубили. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Science. Хотя млекопитающие достигли высокого разнообразия уже во времена динозавров, долгое время они в основном оставались мелкими. Например, в раннем кайнозое, вскоре после мел-палеогенового вымирания, среди представителей этой группы почти не было видов тяжелее десяти килограммов. Однако затем млекопитающие начали быстро увеличиваться в размерах. А уже около двадцати миллионов лет спустя в наземных экосистемах доминировали травоядные млекопитающие весом более тонны, появление которых изменило облик растительных сообществ и привело к появлению крупных хищников. Ученые пока не сошлись во взглядах на то, как и почему млекопитающие стали такими большими. Одна гипотеза гласит, что эта группа развивалась в соответствии с так называемым законом Копа, согласно которому в ходе эволюционного развития видов размеры особей имеют тенденцию к увеличению. Сторонники альтернативной точки зрения предполагают, что млекопитающие выросли за счет последовательного освоения новых экологических ниш. При этом ряд специалистов уверены, что данный процесс не был направленным. В таком случае среди млекопитающих одинаково часто появлялись более мелкие и более крупные формы — но последние чаще выживали. Команда палеонтологов под руководством Оскара Санисидро (Oscar Sanisidro) из Университета Алькалы решила разобраться в этом вопросе. Исследователи сосредоточили внимание на бронтотериях (Brontotheriioidea) — древних непарнокопытных, которые жили на планете 56-34 миллиона лет назад и эволюционная история которых хорошо сохранилась в ископаемой летописи. Первые представители этой группы весили всего около 18 килограмм, однако их потомки довольно быстро достигли гигантских размеров. Из 57 видов бронтотериев, известных ученым, более половины весили больше тонны — а некоторые достигали трехтонного веса. Проанализировав сведения о 276 находках бронтотериев, Санисидро и его соавторы смоделировали эволюционное древо этой группы. В результате исследователи пришли к выводу, что с наибольшей вероятностью эволюция размеров тела у бронтотериев была ненаправленной. Иными словами, каждый новый вид этой группы не обязательно был крупнее своего предка. Наоборот, среди бронтотериев регулярно появлялись виды, которые уменьшились в размерах по сравнению с предками. В пользу данной модели говорит тот факт, что вплоть до конца эоцена на планете существовали мелкие бронтотерии, некоторые из которых весили меньше ста килограммов. Однако полученные результаты не объясняют, как бронтотериям удалось за короткий по геологическим меркам срок увеличить размеры тела в 150 раз. Санисидро и его коллеги предположили, что это произошло, поскольку более крупные представители этой группы выживали чаще, чем мелкие. Дополнительное моделирование подтвердило эту идею. Оказалось, что на ранних этапах эволюции тогда еще мелкие бронтотерии занимали общие экологические ниши со многими другими травоядными млекопитающими. В этот период среди бронтотериев с высокой скоростью появлялись новые виды, которые заметно отличались друг от друга размерами. Однако эти виды, как правило, столь же быстро вымирали, не выдержав соперничества с представителями других групп. Преимущество в таких условиях получали более крупные виды, которые могли освоить ниши, где конкурентов было намного меньше. Таким образом, именно конкуренция сделала бронтотериев такими крупными — причем основные изменения их размеров произошли уже на ранних этапах эволюции группы. Тем не менее, бронтотерии экспериментировали с размерами тела на протяжении всей своей истории. Даже в среднем и позднем эоцене от крупных бронтотериев при определенных условиях происходили более мелкие. Однако в большинстве случаев такие виды претендовали на уже заполненные экологические ниши и вскоре вымирали. Напротив, более крупные виды бронтотериев использовали ниши, где у них почти не было конкурентов, благодаря чему риск вымирания у них был ниже. Несмотря на эволюционный успех крупных бронтотериев, общая скорость исчезновения эволюционных линий в данной группе со временем выросла. Судя по всему, хотя гигантские виды и смогли избежать конкуренции с другими травоядными, они стали слишком специализированными и из-за этого уязвимыми к вымиранию. Санисидро с коллегами также выявили, что скорость, с которой увеличивались размеры бронтотериев, со временем замедлилась. Это можно считать признаком эволюционного застоя, однако исследователи считают, что эти травоядные не исчерпали свой эволюционный потенциал, а просто достигли биомеханических и физиологических ограничений на массу тела. Кроме того, более крупные бронтотерии, вероятно, медленнее размножались, что снижало скорость их эволюции. Падение видового разнообразия группы и ее последующее вымирание авторы связывают с климатическими изменениями в конце эоцена, когда в Северном полушарии стало суше, а площадь лесов сократилась. Бронтотерии — не единственный пример быстрого увеличения размеров в ходе эволюции. Ранее палеонтологи выяснили, что морским рептилиям ихтиозаврам понадобилось всего два с половиной миллиона лет, чтобы из мелких рептилий превратиться в гигантов, сравнимых с современными китами. К такому выводу исследователи пришли, изучив остатки семнадцатиметрового ихтиозавра Cymbospondylus youngorum возрастом около 246 миллионов лет.