Марсело Санчес - Эмбрионы в глубинах времени

Достижение понимания геометрии раковины, не только у аммонитов, но и у моллюсков вообще, заняло много времени у многих палеонтологов. В 1960-е годы, используя в свое работе осциллограф, Дэвид Рауп стал пионером в области компьютерной параметризации витков раковин, работы, которая заложила основу для возникновения области теоретической морфологии. Его работа, а также другие ранние методы оперировали главным образом двумя измерениями и предполагали наличие оси вращения, которая не имеет реального биологического значения, поскольку возникает a posteriori как результат приращения раковины. Кроме того, многие раковины нельзя рассматривать как закручивающиеся вокруг единственной оси вращения. Традиционные модели не принимали во внимание онтогенетические изменения раковины или периодизацию процессов роста. Авторы более новых подходов стараются учитывать эти проблемы. Одна из последних моделей, разработанная Северином Урди и его коллегами, имитирует форму устья и явление нелинейной аллометрии в процессе роста. Как изменяются эти виды аллометрии, можно проследить, изменяя параметры модели. Конечной целью этого является понимание правил, которым могут подчиняться некоторые текущие эволюционные процессы и межвидовая изменчивость. Биологический аспект этих исследований процесса роста включает подробное изучение мантии, мягкой и эластичной ткани, которая выделяет материал раковины. Мантия не сохраняется в ископаемом состоянии, но любые исследования её свойств и способностей, а также фенотипической пластичности на протяжении времени жизни отдельной особи должны представлять интерес для палеонтологов. Ископаемые остатки предоставляют нам огромный массив данных по морфологии, которые могут быть определены количественно с помощью ещё более сложных и приближенных к реальности морфометрических методы. Пример такого рода — метод, используемый Клодом Монне (не имеющим отношения к художнику) и его коллегами. На основе трёхмерных изображений, полученных путём сканирования с использованием компьютерной томографии на микроскопическом уровне, выделяются морфометрические параметры, которые используются для описания геометрии раковин моллюсков на протяжении всего их онтогенеза и для их сравнения в пределах вида. «Скелетизация» трёхмерных виртуальных раковин позволяет выделить центральную линию, используемую как опорный элемент при получении поперечных сечений раковины и при анализе формы полости с использованием геометрических морфометрических параметров. На основе полученных в ходе этого исследования параметров становится возможным сравнение онтогенетических траекторий различных особей. Аналогичные методы использовали Крис Кружински и его коллеги для количественной оценки морфологической изменчивости склерактиниевых кораллов.

Но, какие бы модели не разрабатывались для понимания эволюции формы раковины, они должны принимать во внимание окружающую среду, поскольку, как было показано в экспериментах и на примере естественных популяций, она оказывает влияние на скорость роста. Внешние переменные параметры среды включают доступность пищи, тип субстрата, солёность, количество растворённого кислорода, мутность, температуру, плотность популяции и экологические взаимоотношения. Например, ныне живущие виды брюхоногих моллюсков могут замедлить скорость своего роста в присутствии хищников, направляя дополнительный материал для построения раковины на локальное утолщение стенок раковины. Увеличение относительной толщины раковины, особенность, часто рассматриваемая как защитный механизм, также вызывается голоданием. Это ещё один пример фенотипической пластичности и диапазона фенотипов, связанных с генотипом, о чём я говорил в главе 2. Одним из основных параметров истории жизни, на который оказывает очень значительное воздействие окружающая среда, является продолжительность жизни.

Продолжительность жизни — это основополагающая переменная величина в истории жизни. Подсчитывая годичные слои, образовавшиеся путём нарастания, можно оценить продолжительность жизни мёртвых (в том числе ископаемых) индивидуумов.

Изучение ныне живущих видов показало, что на долговечность в целом оказывает влияние температура, при которой живут животные. Эту иную переменную величину также можно оценить для ископаемых образцов.

Организмы, которые населяют более высокие широты, имеют тенденцию жить дольше, что связано с температурой. При температурах тела на уровне холодных южных областей океанов химические реакции протекают на малой скорости. Таким образом, процессы обмена веществ также протекают медленно, и итогом этого является жизнь без стрессов. Более или менее постоянные температура воды и солёность не оказывают значительного воздействия на регуляторные механизмы клеток. Любой обменный процесс производит побочные продукты, химические соединения, называемые радикалами, в каждой клетке, которая получает свою энергию при помощи кислорода. Более медленный обмен веществ на холоде производит меньше разрушительных побочных продуктов, которые необходимо переработать или уничтожить. Чем меньше организм испытывает стрессовых факторов, тем дольше он может прожить.