• Виктор
  • Статьи
  • 1 мин. чтения

Биологи объяснили разнообразие змей «эволюционной сингулярностью»


Блестящая остроголовая змея (Oxybelis fulgidus) в Бразилии / © Ivan Prates

Известно около 40 тысяч видов позвоночных, среди которых десятая часть — змеи. Впечатляющее число, если вспомнить, что они представляют собой всего лишь подотряд в составе отряда чешуйчатых рептилий (Squamata), куда также входят ящерицы и немногочисленные двуходки. Ящерицы были предками змей, однако более 150 миллионов лет назад их пути резко разошлись и далее две группы эволюционировали по-своему. И хотя формально змеи — всего лишь разновидность ящериц, они очень отличаются по экологии, морфологии и биогеографии от своих чешуйчатых собратьев.

Змеи показали способность быстро создавать новые виды и более крупные систематические группы. В результате они освоили все материки Земли (кроме Антарктиды) и даже поселились на множестве островов. Редкими исключениями, не имеющими в природной фауне змей, остались Ирландия и Новая Зеландия. Змеи также приобрели комплекс уникальных адаптаций, таких как отсутствие конечностей, длинное тело, развитое обоняние и, разумеется, их фирменные яды.

Так змеи освоили разные экологические ниши: они плавают в морях, роются в земле, лазают по ветвям, живут и в пустынях, и в экваториальных лесах, где отравляют, душат и глотают своих жертв целиком. Змеи приучились к самым разным типам пищи, разумеется кроме растительной, которая закоренелых хищников не интересует. При этом в отличие от ящериц они зачастую специализируются на каком-то одном питании.

Авторы новой публикации в лидирующем научном журнале Science взялись выяснить, в чем секрет эволюционного успеха змей и их необычайного разнообразия. Они проанализировали фрагменты 1018 геномов чешуйчатых, а также окаменелости и данные о пищевых пристрастиях почти 70 тысяч особей (используя для этого музейные образцы). Так биологи реконструировали эволюционную историю чешуйчатых рептилий.

Оказалось, что змеи эволюционируют с очень высокой скоростью — примерно втрое быстрее ящериц. Они также имеют особые генетические и молекулярные адаптации: рост числа транспозонов и изменение функций белков, участвующих в метаболизме. При этом выделение змей в обособленную группу еще во времена динозавров (около 150 миллионов лет назад) сопровождалось их быстрыми и радикальными преобразованиями. Почти сразу змеи приобрели все характерные адаптации — безногое вытянутое тело, череп, способный деформироваться для проглатывая крупной жертвы, и исключительную чувствительность к запахам.

Многомерные трофические ниши для 1314 видов чешуйчатых рептилий (синими точками показаны ящерицы, розовыми — змеи) / © P. O. Title et al., 2024

По отдельности такие приспособления возникали и у других позвоночных. Скажем, к «безногой конструкции» в разные моменты времени независимо перешли более 25 групп ящериц (веретенницы, чешуеноги и так далее) и амфибии, такие как современные червяги и давно вымершие аистоподы. Однако змеи особенно удачно сочетали в себе все эти адаптации, которые к тому же возникли почти одновременно (в эволюционных масштабах времени), очень динамично изменялись и обеспечили резкое ускорение видообразования и рост экологического разнообразия.

Ученые назвали состояние перед таким «змеиным взрывом» макроэволюционной сингулярностью — по аналогии с космологическим термином, описывающим Вселенную в бесконечно сжатом и нагретом состоянии перед Большим взрывом. В следующий за сингулярностью момент все начало быстро и неожиданным образом меняться, хотя характер изменений во многом определяло исходное состояние животных. О том, какого рода события запустили быструю эволюцию ранних змей, остается только догадываться.


Source: https://oaoo.ru/biolog/biologi-obiasnili-raznoobrazie-zmei-evolucionnoi-singyliarnostu.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Биологи объяснили, почему у растений разная форма листьев

Земляника с различной формой листьев / © Zhongchi Liu Lab/University of Maryland Форма, размер, структура и сложность строения...

Птицы закодировали информацию «штрих-кодами»

Нейронные записи у гаичек, прячущих пищу. (A) Схема поведенческой арены. (B) Слева: кадры с одной видеокамеры. Справа: 3D-реконструкция,...

Нейробиологи выяснили, как у человека появилась развитая новая кора мозга

Микрофотография органоида человеческого мозга / © Janine Hoffmann Неокортекс, или новая кора мозга, — относительно молодой набор слоев...

Зараженные трансмиссивным раком мидии расселились по Северному морскому пути

Тихоокеанская мидия Mytilus trossulus / © Dave Cowles / Автор: Visellia Orfius Злокачественные опухоли опасны и коварны, но...

Моллюски научились создавать «шелк» благодаря гену из бактерий

Двустворки Mytilus edulis, Dreissena bugensis и их биссус / © M. Simmons et al., 2023 / Автор: Александр...

Жизнь на Земле могла зародиться из органического углерода метеоритов

Жизнь на Земле могла зародиться из органического углерода метеоритов / © Wikimedia Commons Существует гипотеза, что ранняя жизнь...

Ученые впервые задокументировали специфику юмора у высших приматов

Пример игривого поддразнивания у горилл / © Max Block Шутки и юмор — важная часть человеческого общения. Одна...

Животные Европы проредили ее леса задолго до Homo sapiens

Палеохудожественные реконструкции последних межледниковых ландшафтов в европейском биоме лесов умеренного пояса согласуются с нашими оценками структуры растительности на...

Анализ полумиллиона собак показал, какие породы умирают раньше других

© Unsplash / Автор: Сергей Данилов Исследователи из Ливерпульского университета имени Джона Мурса и британской благотворительной организации Dogs...

Зоологи выяснили, почему у большинства собак темные глаза

У большинства волков ярко-желтые глаза, тогда как у большинства собак — почти черные / © Unsplash / Автор:...

«Человекообразные хиппи» проявляли агрессию втрое чаще обычных шимпанзе

Групповые объятья бонобо / © LaggedOnUser, Wikimedia Commons. Человек, изучая агрессию своего вида, вынужден наблюдать и за своими...

Грязный воздух изменил половые предпочтения насекомых

Феромоны помогают насекомым находить партнера для спаривания / © Shutterstock, Silmiart Тропосферный озон — один из основных парниковых...

Каждая третья человекообразная обезьяна может исчезнуть с лица земли из-за добычи металлов для электромобилей

Большинство районов с высокой плотностью популяции горилл, бонобо и обыкновенных шимпанзе, находятся в областях месторождений полезных ископаемых /...

Эволюция закона Копа: новое исследование объяснило, почему животные со временем уменьшаются в размерах 

Синий кит – самое крупное современное животное, а также, вероятно, второе самое массивное из всех животных, когда-либо существовавших...

Голуби использовали принципы искусственного интеллекта

Голубь / © Getty Images / Автор: Анастасия Кожевникова Голуби пользуются репутацией самых недалеких птиц, которые толком не...

Потепление океанов грозит слепотой и гибелью осьминогов

Осьминог Octopus berrima / © Museums Victoria, Julian Finn Исследование, которое провели специалисты Аделаидского университета совместно с коллегами...

Микробиом из кишки личинки станет «машиной» по переработке пластика

Zophobas atratus / Ⓒ The Scientist / Автор: Caristania Fabricius В последнее десятилетие личинки чешуекрылых и жесткокрылых насекомых, таких как Tenebrio...

Панды оказались любителями «соцсетей»

Панды оказались любителями «соцсетей» / © Getty images / Автор: Павел Сорокин Исследование проводили в природном заповеднике China’s...

Ученые впервые увидели размножение гигантских антарктических морских пауков

Антарктический морской паук рядом с кладкой яиц. / © R. Robbins Морские пауки (класс Pycnogonida) — это группа...

Увеличение мозжечка адаптировало мозг позвоночных к полету

ПЭТ головного мозга голубя, показывающие поглощение изотопа FDG, связанное с исходным состоянием покоя (вверху) и полетом (внизу). Более...