Исследование показывает, как змеи получили эволюционное преимущество в конкурентной борьбе

Уилл Данэм

ВАШИНГТОН (Рейтер) – С момента своего первого появления в эпоху динозавров змеи стали автором истории эволюционного успеха, проникнув практически в каждую среду обитания на Земле, от океанов до верхушек деревьев. Новое исследование подробно описывает, как эти рептилии без конечностей, которые произошли от четвероногих ящериц, получили фигуральное преимущество в конкурентной борьбе.

Ученые создали комплексное эволюционное древо змей и ящериц, опираясь на геномные данные, охватывающие примерно 1000 видов, одновременно просматривая летопись окаменелостей и собирая данные о змеиной диете, анатомии черепа, репродуктивной биологии и географическом ареале.

Они обнаружили, что змеи испытали всплеск инноваций в начале своей истории и развивались со скоростью, возможно, в три-пять раз быстрее, чем их собратья-ящерицы.

«Это похоже на то, как будто ящерицы путешествуют во времени на эволюционном мопеде или картинге, а змеи — это Lamborghini с двигателем V12. Ящерицы едут в городском автобусе. Змеи — в эволюционном сверхскоростном поезде», — сказал биолог-эволюционист Мичиганского университета Дэниел Рабоски. старший автор исследования, опубликованного в четверг в журнале Science.

Змеи возникли около 120 миллионов лет назад. По словам эволюционного биолога и соавтора исследования Р. Александра Пайрона, у ранних змей были рудиментарные конечности, причем самая старая из известных змей, полностью лишенных конечностей, жила около 85 миллионов лет назад.

Исследование показало, что ранние змеи существенно изменили свою анатомию, главным образом, чтобы стать узкоспециализированными хищниками. Их черепа стали чрезвычайно гибкими, чтобы лучше захватывать и проглатывать добычу. Они приобрели впечатляющую систему обнаружения добычи, а их обоняние, или хеморецепция, стало изощренным. Некоторые развили способность видеть инфракрасное излучение — по сути, датчики тепла. Некоторые стали ядовитыми.

Исследователи собрали большой набор данных о рационе змей и ящериц, включая ценную информацию о содержимом желудков мертвых особей из музейных коллекций.

«Ящерицы обычно едят насекомых, пауков и тому подобное. Иногда и растения. Змеи действительно являются экстремальными диетологами и обычно едят позвоночных животных или странных, трудно съедобных беспозвоночных. Когда змеи едят беспозвоночных, они часто едят опасные вещи, такие как ядовитые многоножки и скорпионы, или слизистые, ядовитые улитки или слизни», — сказал Рабоски.

Различные группы ящериц со временем лишились конечностей, но никогда не переживали такого эволюционного процветания, как змеи.

«Змеи сильно отличаются от других ящериц, у которых нет ног. Большинство таких ящериц зарываются в песок или почву, или, может быть, они ползают по траве. Змеи делают все: от глубокого ныряния на коралловые рифы в океане до сверхбыстрого лазания по деревьям и все, что между ними», — сказал Рабоски.

По словам Пайрона, всплеск эволюционных инноваций змей произошел около 90-110 миллионов лет назад, а также в разное время после удара астероида 66 миллионов лет назад, который обрек динозавров.

«У меня такое ощущение, что, поскольку змеи были настолько хороши в инновациях – в быстром развитии новых качеств – они смогли воспользоваться появившимися экологическими возможностями, например, когда массовое вымирание 66 миллионов лет назад уничтожило множество других видов». “, – сказал Рабоски.

Самые маленькие из ныне живущих змей — нитчатые, длиной около 4 дюймов (10 см). Самый длинный — сетчатый питон, около 20 футов (6 метров). Самой крупной известной вымершей змеей была Титанобоа, ее рост составлял около 43 футов (13 метров).

«Вы можете подумать, что змея — это змея — это змея. Но древесные змеи выглядят совершенно иначе, чем водные змеи, роющие виды и так далее», — сказал эволюционный биолог из Университета Стоуни-Брук и ведущий автор исследования Паскаль Титл.

Экологическое разнообразие 3900 существующих видов змей огромно.

Веслохвостые морские змеи охотятся на рыбную икру, добываемую из расщелин коралловых рифов. У некоторых древесных змей есть специальные челюсти, позволяющие извлекать улиток из панцирей, и они используют специальные химические вещества для «очистки» их от слизи. Некоторые удавы охотятся на летучих мышей, обитающих в пещерах. Некоторые змеи специализируются на поедании яиц лягушек, дождевых червей или птичьих яиц. Некоторые охотятся на других змей.

Некоторые люди боятся и ненавидят змей. Не эти исследователи.

«В них увлекательно все: от того, как они двигаются, до того, как они взаимодействуют с остальной частью своих экосистем», — сказал Пайрон. «Они красивы, грациозны и в основном безобидны».

(Репортаж Уилла Данэма, редактирование Розальбы О’Брайен)