Многие привычные нам виды животных когда-то встречались и даже встречаются сейчас в разных размерах: от S до XL. Такое разнообразие – следствие эволюционных изменений видов в необычных природных условиях, которые породили островного мамонта размером с крупную свинью и стрекоз в сто раз тяжелее современных. С некоторыми нестандартными животными сталкивался и человек и даже получил от них подарок, который мы… едим до сих пор.
Кривое зеркало острова
В 1964 году американский палеонтолог Дж. Бристоль Фостер, сравнив 116 видов островных млекопитающих с их материковыми версиями, заметил, что попадающие с материка на остров крупные животные часто превращаются в карликов, а мелкие – в гигантов. Он предположил, что «крупняк» мельчает из-за ограниченных пищевых ресурсов на островах, а мелочь, наоборот, может вырасти, если еды вдоволь, а эффективных хищников (которые в основном живут на материках) нет.
Но ученый понимал, что одной возможности вырасти или уменьшиться недостаточно. Обычно изменение вида должно приводить к каким-то преимуществам для выживания. Карликовость, как мы уже сказали, – это возможность обходиться меньшим количеством еды, что очень важно в условиях ее нехватки. Так, на греческом острове Крите, например, естественный отбор благоволил мамонтам меньшего размера, которые в итоге и оставляли потомство, в то время как крупные особи умирали голодными и бездетными.
Еще одна иллюстрация островной карликовости – жившие в одно время с критскими мамонтами критские карликовые бегемоты. Они весили до 400 кг – в 10 раз меньше их материковых собратьев, бегемотов европейских, от которых они и произошли. Карликовый бегемот существует и сегодня, но он превзошел в «маленькости» критского: его вес не превышает 275 кг. При этом живет малютка на африканском материке. Это подчеркивает, что острова – не какая-то волшебная земля, а подчиняющиеся эволюционным законам территории. То есть подобные процессы могут происходить где угодно, в том числе и на материке, если по каким-то причинам территория окажется достаточно изолированной от остального региона.
Другая островная стратегия – гигантизм, для которого требуются чуть более богатые пищевые ресурсы. Ими оказался снабжен гигантский кролик нуралагус с острова Менорка. Он весил до 23 кг и был примерно в десять раз крупнее большинства своих современных родственников. Вероятно, из-за отсутствия хищников на острове нуралагусу ничто не мешало вырасти до огромных размеров, а также избавиться от быстроты, ловкости и ума, которые на материке защищают животных от съедения.
Получается, что мелкие существа, попав на остров, увеличиваются в размерах, а крупные, наоборот, уменьшаются? Так и есть. И эта закономерность называется правилом Фостера. Правда, сформулировал ее вовсе не Фостер, а американский биолог-эволюционист Ван Вален в 1973 году, основываясь на наблюдениях первого.
Интересна и скорость изменений, с которой мельчают или, наоборот, укрупняются животные на островах. Оказывается, в большинстве случаев это происходит очень быстро. В 2006 году Вирджиния Миллиен из Университета Макгилла (Канада) провела исследование, сравнив данные по 86 островным и 84 материковым популяциям млекопитающих. Для каждой из них она посчитала скорость эволюционных изменений одного или нескольких размерных признаков в течение того или иного отрезка времени.
И что же? Ученая пришла к выводу, что морфология тела на островах и в самом деле меняется быстрее, чем на «большой земле». Хотя заметно это лишь на интервалах времени до 45 тыс. лет. Как только этот временной период увеличивается – различия между популяциями на материке и на островах становятся статистически незначимыми.
Все дело в том, что млекопитающие, попав на изолированный остров, очень быстро (темп эволюции может возрасти в три и более раза всего за пару десятилетий!) приспосабливаются к таким условиям, что порой приводит к серьезным изменениям пропорций тела животного и его размеров. И эта скорость – настоящая головная боль для ученых, ведь они, как правило, не могут обнаружить переходные формы между островными эндемиками и их материковыми «праотцами». Одна радость – когда эти изменения завершатся, эволюция снова пойдет в своем обычном, размеренном темпе.
На материках эксперименты эволюции с экстремальными размерами животных становились возможны в периоды, когда климат был теплым, а пища – обильной. И снова: сами по себе эти факторы были недостаточными для того, чтобы какой-то вид породил гигантский дочерний. Необходимо, чтобы большой размер нес какие-то преимущества: тогда выживать и давать потомство будут крупные особи. Несколько сотен тысяч лет в таких условиях – и гигантский вид готов.
Количественные изменения часто переходят в качественные: например, появляется возможность питаться едой, до которой не достают другие животные. Благодаря этому появилось несколько видов гигантских ленивцев, достигавших шести метров в длину и пяти тонн в весе. Некоторые из них приспособились к поеданию листвы высоких деревьев, до которой не доставали другие животные.
При этом ленивцы вставали на задние лапы и опирались на свой хвост – эту позу сегодня используют муравьеды. Были также гигантские ленивцы, которые «прокачивали» не длину, а вес. Это позволило им приспособиться к поеданию растительности на дне водоемов. Другие ленивцы использовали свои могучие лапы, чтобы рыть землю, добывая из нее еду.
Еще одно животное, гигантский вомбат дипротодон, благодаря своим размерам развил чудовищную силу укуса, достойную динозавра, – до 11 кН. Двухметровый и трехтонный родственник современного вомбата мог поедать очень жесткую растительность, на которую просто не нашлось других охотников. И вымер, вероятно, все из-за той же специализации.
Критского карликового мамонта человек не застал. Но тот был не единственным в своем роде: на островах Чаннел у берегов Северной Америки обитал более высокий карликовый мамонт (Mammuthus exilis) с ростом от 1,2 до 1,8 м. Этот вид появился значительно позже критского и вполне мог пересекаться с людьми: их останки на островах датируются примерно одним и тем же тысячелетием. Впрочем, данных для однозначных выводов пока недостаточно: возможно, мамонты вымерли до прибытия человека на острова.
Но правила игры сломал человек, которому когти и зубы заменили орудия. Вероятно, именно люди во многом ответственны за вымирание шерстистых мамонтов. В пользу этого говорит тот факт, что на островах Врангеля, куда люди не добрались, мамонты просуществовали на пять тысяч лет дольше, чем их материковые собратья.
На человека также пытались «повесить» истребление гигантских ленивцев, с которыми, вероятно, пересекались древние американцы. В 2018 году были опубликованы результаты исследования следов ленивца и людей, найденных в штате Нью-Мексико в гипсовой грязи. Один человек ступал по отпечаткам лап гиганта, а второй – отвлекал животное, которое вставало на две лапы – скорее всего, для защиты. Судя по траектории, люди преследовали ленивца, возможно, в целях охоты, но следы нашли на открытой местности. В таких условиях охотиться сложно, поэтому люди могли просто изучать повадки гиганта, чтобы устроить охоту потом. Или они хотели поблагодарить его за… авокадо.
Неприятно быть обвиненным в преступлении, которого не совершал. Но в случае некоторых животных человечество наверняка могло бы объединиться и сказать: «Спасибо, что вымерли».
Например, 300 млн лет назад в Европе обитали гигантские родственники стрекоз, меганевры, самые крупные летающие насекомые в истории Земли. Они достигали 70 см в длину и 100 г в весе – в сто раз больше современных стрекоз. Появление меганевры стало возможно благодаря неповторимым условиям: теплому климату, повышенному содержанию кислорода в атмосфере каменноугольного периода и отсутствию людей с огнеметами.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
