Исследователи из Редингского университета (Великобритания) с коллегами из Австрии выяснили, почему, вопреки закону Копа, некоторые виды уменьшаются в размерах вместо того, чтобы увеличиваться. Разгадку парадокса они назвали перевернутым правилом Копа. Результаты работы, опубликованные в журнале Communications Biology, предполагают, что изменение размеров зависит не только от конкуренции между видами, но и от риска вообще исчезнуть.
Исключения из правила
Закон Копа гласит, что в ходе эволюции размеры животных увеличиваются на протяжении тысяч и миллионов лет. Правило было названо в честь палеонтолога XIX века Эдварда Копа, который, как считается, первым заметил эту закономерность. Пример тому — эволюция лошадей, которые первоначально были размером с собаку.
Предполагалось, что чем больше размеры особи, тем выше ее приспособленность и шансы на размножение и выживание. Однако в истории нашей планеты для некоторых клад животных с особо крупными размерами это обернулось вымиранием — так случилось, например, с динозаврами и гигантскими летающими рептилиями. Также новые ископаемые находки показывали, что есть группы животных, которые со временем, наоборот, стали меньше. Эти парадоксы заставляли ученых несколько десятилетий спорить о том, насколько применим закон Копа.
В новом исследовании авторы использовали компьютерное моделирование, имитирующее эволюционные процессы, чтобы разрешить давний спор. Они пришли к выводу, что существует три типа эволюционной адаптации, и только два из них согласуются с законом Копа, а в третьем случае он оказывается «перевернутым».
Итак, закон Копа применим в двух случаях.
Когда конкуренция видов зависит исключительно от соотношения их размеров, а риск исчезновения невелик. Тогда они увеличиваются на протяжении миллионов лет, как это было у нескольких родов морских животных, например, беспозвоночных.
Когда, напротив, риск вымирания высок. Высшие хищники — самые крупные животные — в ходе эволюции периодически исчезают, давая возможность другим видам занять их место и развить еще большие размеры тела. Но затем цикл вымирания повторяется. Это случай динозавров.
Каждому своя ниша
О третьем паттерне говорят, когда конкуренция между видами зависит не только от их размеров, но и от экологических ниш. Поскольку среда обитания и необходимые ресурсы начинают совпадать, виды вынуждены занимать отдельные ниши и уменьшаться в размерах, чтобы как можно меньше пересекаться.
«Когда между различными видами существует острая конкуренция за пищу и кров, размеры животных часто уменьшаются по мере распространения вида и адаптации к распределению ресурсов и конкурентам», - говорит Шовонлал Рой, специалист по моделированию экосистем.
«Например, маленькие лошади, жившие на Аляске во время ледникового периода, быстро уменьшились в размерах из-за изменений климата и растительности», — поясняет ученый.
Также тенденция к уменьшению коснулась некоторых видов пресноводных костистых рыб, островных ящериц, скрытошейных черепах (а это большинство существующих сегодня семейств) и даже некоторых позвоночных, насекомых и нынешних млекопитающих.
По словам ученых, теперь экологические факторы и то, как они меняются, позволяют объяснить, почему в летописях окаменелостей наблюдаются такие противоречивые данные.
