Исследование показало, что со времен динозавров млекопитающие превращались в муравьедов 12 раз

За последние 100 миллионов лет у млекопитающих выработались некоторые необычные пищевые привычки, но новое исследование выявило, насколько удивительно далеко зашли некоторые из них, чтобы удовлетворить одну из наиболее необычных привычек — вкус к муравьям и термитам.

Выводы опубликовано в Эволюция показывают, что млекопитающие независимо развили специализированные приспособления для питания исключительно муравьи и термиты по крайней мере 12 раз с начала кайнозойской эры, примерно 66 миллионов лет назад.

Исследователи говорят, конвергентная эволюция среди млекопитающих эта диетическая стратегия, называемая мирмекофагией, появилась после вымирания K-Pg и вымирания нептичьих динозавров, что изменило экосистемы и подготовило почву для муравьев и колонии термитов быстро распространиться по всему миру, что приведет к резким изменениям в способах питания некоторых видов.

«До сих пор не проводилось исследования того, как эта драматическая диета развивалась у всех известных видов млекопитающих», — сказал Филипп Барден, автор исследования и доцент кафедры биологии Технологического института Нью-Джерси (NJIT). «Эта работа дает нам первую настоящую дорожную карту, и что действительно выделяется, так это то, насколько мощной силой отбора были муравьи и термиты за последние 50 миллионов лет, формируя окружающую среду и буквально меняя облик целых видов».

Сегодня известно, что более 200 видов млекопитающих питаются муравьями и термитами, однако только около 20 настоящих мирмекофагов, таких как гигантские муравьеды, трубкозубы и ящеры, развили такие черты, как длинные липкие языки, специализированные когти и желудки, а также уменьшенные или отсутствующие зубы, чтобы эффективно потреблять тысячи этих насекомых ежедневно в качестве единственного источника пищи.

Чтобы понять, как часто и когда у млекопитающих развивались такие черты, команда собрала данные о питании 4099 особей. виды млекопитающихоснованный на почти столетних записях естественной истории, отчетах об охране природы, таксономических описаниях и наборах данных о питании.

«Собрать данные о питании почти каждого живого млекопитающего было непросто, но это действительно проливает свет на огромное разнообразие диет и экологии в мире млекопитающих», — сказал Томас Вида, соавтор исследования и исследователь из Боннского университета, который руководил обзором литературы более чем 600 опубликованных источников. «Мы видим лисиц, питающихся фруктами, тюленей, питающихся крилем, и приматов, пьющих сок, но лишь немногие полагаются исключительно на муравьев и термитов… Необходимая экоморфологическая адаптация является таким серьезным барьером.

«Единственное, что объединяет мирмекофагов, — это почти ненасытный аппетит: муравьи и термиты настолько малоэнергичны, что даже такое маленькое животное, как намбат, должно съедать около 20 000 термитов в день, в то время как трубкозуб может охотиться на 300 000 термитов за одну ночь».

На основе опубликованных анализов кишечника и полевых наблюдений виды были разделены на пять диетических групп — от строгих пожирателей муравьев и термитов («облигатные мирмекофаги») до обычных насекомоядных, плотоядных, всеядных и травоядных.

Затем команда нанесла эти группы на генеалогическое древо млекопитающих, калиброванное по времени, и использовала статистические модели для реконструкции рациона предков, обнаружив по крайней мере 12 независимых источников облигатной мирмекофагии в различных линиях.

Исследователи также проследили размеры колоний муравьев и термитов до мелового периода, около 145 миллионов лет назад, чтобы понять, когда эти насекомые стали надежным круглогодичным источником пищи.

Сегодня муравьи и термиты насчитывают более 15 000 видов, совокупная биомасса которых превышает всех ныне живущих диких млекопитающих, но в меловой период они составляли менее 1% насекомых на Земле. Численность не достигла современного уровня до миоцена, примерно 23 миллиона лет назад, когда она выросла до 35% всех экземпляров насекомых, говорит Барден.

«Точно не ясно, почему муравьи и термиты вылетели примерно в одно и то же время. Некоторые работы указывают на появление цветковых растений, а также на некоторые из самых теплых температур на планете во время палеоцен-эоценового термического максимума около 55 миллионов лет назад», — объяснил Барден. «Очевидно, что их чистая биомасса вызвала каскад эволюционных реакций среди растений и животных».

«В то время как некоторые виды выработали защитные механизмы, позволяющие избегать этих насекомых, другие придерживались противоположного подхода: если вы не можете их победить, съешьте их».

В конечном итоге анализ показал, что мирмекофагия развивалась по крайней мере один раз в каждой основной группе млекопитающих — однопроходных, сумчатых и плацентарных — но неравномерно, что позволяет предположить, что некоторые линии были более «эволюционно предрасположены» к поеданию муравьев и термитов.

Все мирмекофаги восходят к предкам, которые были либо насекомоядными, либо плотоядными, причем насекомоядные виды совершали скачок примерно в три раза чаще, чем их плотоядные собратья.

В то время как в некоторых семьях основных групп млекопитающих отсутствуют муравьеды или термитоеды, на другие, такие как Carnivora (семейство, включающее собак, медведей и ласк), приходится около четверти всех видов.

«Это было неожиданностью. Переход от поедания других позвоночных к ежедневному потреблению тысяч крошечных насекомых — это серьезный сдвиг», — сказал Барден. «Часть предрасположенности может заключаться в определенных физиологических особенностях или зубных рядах, которые более податливы к питанию социальными насекомыми».

Однако исследование также показало, что млекопитающие-мирмекофаги почти никогда не переключаются обратно на более традиционную диету и не диверсифицируются после того, как совершают эволюционный скачок.

Слоновая землеройка из рода Macroscelides была единственным исключением: она перешла на всеядность после того, как стала одним из первых, кто применил мирмекофагию в эоцене.

Помимо этого редкого изменения, линии мирмекофагов остаются ограниченными — восемь из двенадцати источников представлены всего одним видом.

На данный момент, по словам Бардена, смелая стратегия принятия мирмекофагии и отказа от оглядывания назад может поставить эти виды под угрозу эволюционного тупика. Тем не менее, в настоящее время они представляют собой примеры успеха в специализации и могут даже иметь преимущество.

«В некотором смысле специализация на муравьях и термитах загоняет вид в угол», — сказал Барден. «Но пока общественные насекомые доминируют в мировой биомассе, у этих млекопитающих может быть преимущество, особенно когда изменение климата кажется, отдает предпочтение видам с огромными колониями, таким как огненные муравьи и другие агрессивные социальные насекомые».