Астероид, уничтоживший динозавров, мог вызвать эволюцию тунца

Фото из открытых источников

Теплокровность, или эндотермия, редко встречается среди 33 000 видов рыб, но тунец относится к числу немногих, способных удерживать тепло, вырабатываемое его мышцами. Это повышает их эффективность и позволяет поддерживать высокую крейсерскую скорость на огромных расстояниях. 

В своем стремлении объяснить, как эволюционировал каждый биологический признак, биологи зачастую прибегают к банальным и домысленным версиям их происхождения.

Тунец относится к семейству рыб Scombridae. Эти хищные рыбы начали набирать популярность примерно в то же время, что и динозавры 66 миллионов лет назад, и составляют около половины всех теплокровных лучепёрых рыб.

Согласно легенде, древние родственники этих рыб стали теплокровными и начали вырастать до больших размеров, заняв те экологические ниши, которые ранее занимали крупные меловые рыбы и морские рептилии, уничтоженные астероидом.

Однако новое исследование утверждает, что эта хронология не сходится, и, более того, что это случай ошибочного приписывания простых причин эволюции сложных признаков. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B, Biological.

«В своем стремлении объяснить, как эволюционировал каждый биологический признак, мы, биологи, прибегаем к банальным выдумкам об их происхождении», — заявил Чейз Браунштейн. «То, что какой-либо признак выполняет определенную функцию, не означает, что он развился именно благодаря этой функции. Эволюция слепа, поэтому признаки формируются множеством различных способов и могут быть вторично использованы для выполнения новых функций».

Команда Браунштейна получила данные о генетической последовательности 50 видов семейства скумбриевых и использовала их вместе с данными палеонтологической летописи для построения генеалогического древа эволюции тунца и его родственников, включая скумбрию и бонито.

В некотором смысле, выводы команды совпадают с тем, что считали другие исследователи, относя происхождение скомбрид примерно к 68 миллионам лет назад, ближе к концу мелового периода.

Однако, вместо быстрой диверсификации и развития таких признаков, как эндотермия и огромные размеры, новое филогенетическое дерево показывает, что диверсификация семейства происходила в течение длительного периода, охватывающего следующие 40 миллионов лет.

В частности, они предполагают, что эндотермия независимо развивалась трижды в линиях семейства Scombridae, причем по крайней мере два из этих случаев произошли через 10–15 миллионов лет после падения астероида.

Исследователи также обнаружили, что увеличение размеров тела у скумбриевых, по-видимому, происходило спорадически в течение последних 50 миллионов лет, при этом тунец достиг своих гигантских размеров только за последние 10 миллионов лет.

Браунштейн утверждает, что это свидетельствует о том, что эволюция крупных размеров тела и теплокровности была независима друг от друга и от столкновения с астероидом. 

Это означает, что, хотя скумбриевые явно процветали и воспользовались вымиранием рыб мелового периода, именно это событие не стало причиной их превращения в крупных теплокровных хищников.

Хотя большие размеры тела и теплокровность в совокупности улучшают способность рыбы мигрировать на большие расстояния, нырять на глубину и эффективно охотиться, Браунштейн считает, что это может быть примером «экзаптивных» признаков. Это когда признак изначально развивается для одной функции, а затем становится полезным для другой.

Однако столкновение с астероидом — не единственная выдвинутая гипотеза о том, как у скумбриевых развилась теплокровность. Другая гипотеза утверждает, что это связано с необходимостью конкурировать с китами и дельфинами или найти способы избежать их влияния, поскольку эти животные также начали появляться в палеонтологической летописи в то время.

Браунштейн отвергает предположение, что эта причина также связана с эволюцией признаков, заявляя: «Честно говоря, это просто выдумка».

«Если я ничего не упускаю из виду, ни у одного биолога нет машины времени, с помощью которой мы могли бы вернуться на 56 миллионов лет назад и понаблюдать, как тунцы уступали китам в конкуренции», — говорит Браунштейн. «Просто невозможно подтвердить утверждения об этих системах без чрезвычайно полной палеонтологической летописи, и даже тогда это сложно».

Дахиана Арсила из Калифорнийского университета в Сан-Диего, сторонница гипотезы о происхождении эндотермии у китообразных, не так уверена. Результаты Браунштейна по-прежнему относят происхождение эндотермии к эоцену, отметила она, то есть к периоду диверсификации китообразных. Так что в данном случае хронология совпадает.

Ее группа также изучила более 1051 вида рыб из более широкого круга семейств, опираясь на данные о рационе питания и географическом распространении как рыб, так и китообразных в эоцене. По этой причине она рассматривает новые результаты не как противоречие гипотезе о китообразных, а как более детальный анализ именно скумбриевых.

«Макроэволюция не поддается экспериментальному воздействию, поэтому все утверждения здесь основаны на умозаключениях», — говорит Арсила. «Это работает в обе стороны. Если совпадение во времени само по себе не может доказать, что взаимодействие с китообразными повлияло на происхождение эндотермии, то расхождение во времени, выявленное в рамках одной молодой семьи и основанное исключительно на датах дивергенции, само по себе не может опровергнуть это».