Марсело Санчес - Эмбрионы в глубинах времени

На основании своих собственных палеонтологических исследований Дженнифер Бота-Бринк установила, что у Lystrosaurus и других дицинодонтов была высокая скорость роста по сравнению с другими современными им видами. Гистология более чем сотни образцов костей дицинодонтов демонстрирует увеличенные каналы в кортикальном слое, которые могли усиливать снабжение кислородом и питательными веществами, способствуя более эффективной ассимиляции питательных веществ и ускорению роста кости. Lystrosaurus и его ближайшие родственники росли быстрее, чем его эволюционные «кузены». Исключительно высокая скорость роста, вероятно, способствовала выживанию Lystrosaurus во время массового вымирания в конце перми и его многочисленности в раннем триасе, в фазе восстановления фауны после вымирания. Ускоренный рост дицинодонтов, возможно, позволял им быстро достигать размеров тела, обеспечивающих безопасность от нападения хищников. Кроме того, гистология костей предполагает быстрое достижение половой зрелости, которое придало бы Lystrosaurus устойчивость к колебаниям условий окружающей среды.

Это открытие, связанное с историей жизни, также соотносится с обычностью ископаемых остатков этих животных, указывая на их многочисленность в отложениях, где отмечено наличие лишь немногих конкурирующих видов травоядных.

Острова — это любимый объект исследований для эволюционных биологов, поскольку они стоят ближе всего к естественному эксперименту, с помощью которого проверяются гипотезы. На ограниченном по площади месте с чётко очерченными границами значительно легче документально зафиксировать ключевые физические и биологические переменные величины и изучить, как они воздействуют на эволюционный процесс. Классические исследования островных популяций — это исследования галапагосских земляных вьюрков, ящериц рода Anolis с островов Карибского моря и плодовых мушек с Гавайских островов. Озёра, такие, как Виктория в Африке, также являются местами, где могут проводиться большие естественные эксперименты, поскольку некоторые группы рыбы могут существовать только в своём озере. [68] Популярное введение в вопрос эволюции в островных условиях, изложенное в виде книги — «The Song of the Dodo» Кваммена (1997).

Острова также являются важным объектом исследований в области биологии развития и изучения ископаемых форм. Многие из изучаемых организмов вымерли лишь недавно, в течение последних сотен или тысяч, а не миллионов лет. В большинстве случаев причиной их исчезновения было пагубное воздействие со стороны человека.

Существуют различные виды островов: старые и молодые, маленькие и большие, океанические и континентальные. Континентальные острова — это такие, которые в прошлом соединялись с соседними массивами суши. Они сами по себе находятся на континентальном шельфе и могут соединяться, или же ранее соединялись с материком посредством сухопутного перешейка. Бали, Куба и большинство островов Средиземноморья являются континентальными. Океанический остров — это остров в своём наиболее чистом виде. Он никогда не был связан с материком, и он образуется посредством некоторых геологических процессов (чаще всего после извержения вулкана), и поднимается со дна океана. Галапагосские и Гавайские острова, Маврикий и Реюньон — это всё вулканические острова. Что здесь касается моей темы, так это изоляция, которая имеет место на островах, и вместе с ней специфические условия, которые привели к эволюции различных видов истории жизни; многое из этой область может быть зафиксировано в летописи окаменелостей. В отношении ископаемых млекопитающих нами изучены одни из самых потрясающих или, по крайней мере, наилучшим образом известные примеры эволюции на островах. [69] Van der Geer и его коллеги (2010) представили детальный обзор эволюции островных млекопитающих, в котором обсуждаются многочисленные примеры быстрой эволюции и приводятся ссылки на исходные источники. В их сводке в контексте палеоэкологических данных обсуждается связь морфологических особенностей островных видов с экологией. В ходе одного из исследований подсчитано, что скорость морфологической эволюции у млекопитающих, главным образом у грызунов, на островах выше, чем у материковых популяций, вплоть до соотношения три к одному. [70] Миллиен (2006) изучила литературу, посвящённую палеонтологической летописи млекопитающих, объединила свои результаты с данными по ныне живущим видам, и подсчитала, что у млекопитающих скорость морфологической эволюции выше в 1–3 раза для островных популяций по сравнению с материковыми. Ускоренные изменения на островах предполагались на протяжении долгого времени, и исследования их количественных характеристик включают, например, исследования Адриана Листера, касающиеся популяции благородного оленя на острове Джерси. Летопись окаменелостей показывает многочисленные резкие изменения размеров в классических случаях слонов размером с пони, мышей размером с кролика, бегемотов размером со свинью и оленей размером с собаку. После образования репродуктивной изоляции в процессе эволюции возникают нетипичные размеры, тесно связанные с изменениями в истории жизни. [71] Для некоторых островов или островных групп была документально зафиксирована адаптивная радиация (Losos и Ricklefs 2009). В этих случаях особенности истории жизни в объёме рассматриваемой группы могут быть разнообразными. Это наблюдается у мадагаскарских тенреков, группы, насчитывающей около тридцати современных видов, которые являются самыми близкими родственниками златокротов и принадлежат к группе млекопитающих Afrotheria. Некоторые виды тенреков достигают половозрелости в возрасте всего лишь около сорока дней. Другие созревают довольно медленно. Некоторые из них рождают большой выводок — один вид может вынашивать целых тридцать два зародыша, крайне большое количество для млекопитающих — а другие виды приносят всего лишь одного или двух детёнышей в выводке. У некоторых скорость обмена веществ очень высокая, тогда как у других она невелика (Nowak 1999). Из-за явления аллометрического роста итогом разницы в размерах являются различия в формах организмов. Поэтому онтогенетический подход к изучению морфологической эволюции островных млекопитающих является интуитивно наиболее верным.

Существует общая тенденция: мелкие млекопитающие эволюционируют в сторону увеличения размера, а крупные виды — в сторону уменьшения размеров в течение коротких отрезков геологического времени. [72] Несколько видов динозавров также считаются примерами карликовых форм, которые жили на островах (см. ссылки в Sander и др. 2010; Stein и др. 2010). Существует много примеров такого рода, вроде вымершего сицилийского слона Elephas falconeri , у которого, по оценкам, рост взрослой особи был менее 1 метра, а масса тела-100 килограммов, лишь примерно 1 процент от массы его материкового предка. Другие примеры родственных слонам животных обнаружены на островах Ченнел, в двадцати милях от побережья Южной Калифорнии. Там эволюционировал Mammuthus exilis , карликовый вид, произошедший от Mammuthus columbi , одного из нескольких видов мамонтов, которые бродили по Северной Америке на протяжении последнего миллиона лет.