Млекопитающие становились муравьедами 12 раз со времен динозавров

За последние 100 миллионов лет у млекопитающих развились некоторые необычные пищевые привычки, но новое исследование выявило удивительные меры, которые некоторые из них предпринимали, чтобы удовлетворить одну из самых странных своих привычек — пристрастие к муравьям и термитам.

Результаты исследований, опубликованных в журнале Evolution, показывают, что млекопитающие независимо друг от друга вырабатывали специализированные адаптации для питания исключительно муравьями и термитами по меньшей мере 12 раз с начала кайнозойской эры, примерно 66 миллионов лет назад.

Исследователи утверждают, что конвергентная эволюция млекопитающих в сторону этой стратегии питания, называемой мирмекофагией, возникла после вымирания K-Pg и исчезновения нептичьих динозавров, что изменило экосистемы и создало условия для быстрого расширения колоний муравьев и термитов по всему миру, что привело к резким изменениям в способах питания некоторых видов.

«До сих пор не проводилось исследований эволюции этого экстремального рациона питания среди всех известных видов млекопитающих», — сказал соавтор исследования Филлип Барден из Технологического института Нью-Джерси (NJIT). «Эта работа даёт нам первую реальную дорожную карту, и что действительно бросается в глаза, так это то, насколько мощным фактором отбора были муравьи и термиты на протяжении последних 50 миллионов лет, формируя окружающую среду и буквально меняя облик целых видов».

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

Чтобы понять, как часто и когда у млекопитающих развивались такие черты, группа собрала данные о питании 4099 видов млекопитающих, опираясь на почти столетие записей естественной истории, отчетов о сохранении видов, таксономических описаний и наборов данных о питании.

«Сбор данных о питании практически каждого ныне живущего млекопитающего был непростой задачей, но он действительно проливает свет на огромное разнообразие рационов питания и экологии в мире млекопитающих», — сказал соавтор исследования Томас Вида из Боннского университета, который руководил обзором более 600 опубликованных источников. «Мы видим лисиц, питающихся фруктами, тюленей, питающихся крилем, и приматов, пьющих сок, но лишь немногие полагаются исключительно на муравьев и термитов… необходимые экоморфологические адаптации представляют собой серьёзное препятствие. У мирмекофагов есть одна общая черта — почти ненасытный аппетит: муравьи и термиты настолько низкокалорийны, что даже такому небольшому животному, как сумчатый муравей, приходится съедать около 20 000 термитов в день, в то время как земляной волк может добыть до 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 («облигатных мирмекофагов») до обычных насекомоядных, плотоядных, всеядных и травоядных.

Затем группа нанесла эти группы на откалиброванное по времени генеалогическое древо млекопитающих и использовала статистические модели для реконструкции рациона предков, выявив по меньшей мере 12 независимых источников облигатной мирмекофагии в различных линиях.

Исследователи также проследили размеры колоний муравьев и термитов вплоть 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, чья общая биомасса превышает биомассу всех ныне живущих диких млекопитающих, но в меловом периоде они составляли менее 1% от общего числа насекомых на Земле. Их численность достигла современного уровня лишь в миоцене, примерно 23 миллиона лет назад, когда их доля достигла 35% от всех видов насекомых, говорит Барден.

«Неясно, почему муравьи и термиты появились примерно в одно и то же время. Некоторые исследования предполагают появление цветковых растений, а также одни из самых высоких температур на планете во время палеоцен-эоценового термического максимума около 55 миллионов лет назад», — пояснил Барден. «Очевидно, что их огромная биомасса запустила каскад эволюционных реакций у растений и животных. В то время как некоторые виды выработали защитные механизмы, чтобы избегать этих насекомых, другие пошли по противоположному пути: если не можешь их победить, съешь их».

В конечном итоге анализ показал, что мирмекофагия развивалась по крайней мере один раз в каждой крупной 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 произошли от предков, которые были либо насекомоядными, либо плотоядными животными, причем насекомоядные виды совершали прыжок примерно в три раза чаще, чем их плотоядные аналоги.

В то время как в некоторых семействах основных групп млекопитающих отсутствуют представители, питающиеся муравьями или термитами, на другие, например, на отряд хищных (включающий собак, медведей и ласок), приходится около четверти всех видов.

«Это был сюрприз. Переход от поедания других позвоночных к ежедневному потреблению тысяч мелких насекомых — это серьёзный сдвиг», — сказал Барден. «Частично предрасположенность может быть обусловлена определёнными физиологическими особенностями или строением зубов, которые более приспособлены к питанию общественными насекомыми».

Однако исследование также показало, что млекопитающие-мирмекофаги почти никогда не возвращаются к более традиционному рациону питания и не диверсифицируются после того, как совершают эволюционный скачок.

Единственным исключением был род слоновых землероек Macroscelides, которые перешли от всеядного питания к питанию другими животными, став одними из первых, кто перенял мирмекофагию в эоцене.

За исключением этого редкого поворота событий, линии мирмекофагов остаются ограниченными — восемь из двенадцати происхождений представлены всего одним видом.

Барден считает, что смелая стратегия принятия мирмекофагии и не оглядывания назад может поставить эти виды под угрозу эволюционного тупика. Однако в настоящее время они демонстрируют успехи в специализации и, возможно, даже обладают преимуществом.

«В некотором смысле специализация на муравьях и термитах загоняет вид в угол», — сказал Барден. «Но пока общественные насекомые доминируют в мировой биомассе, эти млекопитающие могут иметь преимущество, особенно учитывая, что изменение климата, похоже, благоприятствует видам с крупными колониями, таким как огненные муравьи и другие инвазивные общественные насекомые».