• 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

Белки тихоходок радикально повысили выживаемость человеческих клеток в условиях стресса

Сканирующая электронная микроскопия тихоходки (изображение раскрашено для наглядности) / © Steve Gschmeissner, Science Photo Library, Getty Images Водяные...

Слоны засыпали трупы своих детенышей землей во время первых задокументированных похорон в истории

Африканские слоны / © pxhere.com Похороны — ритуал, не характерный для животного мира. Это часть культуры, которая, как...

Моллюски научились создавать «шелк» благодаря гену из бактерий

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

Экологи подсчитали, скольким видам угрожают кошки

Кот мейн-кун на охоте / © Getty Images/Nils Jacobi / Автор: Euclio Drusus В центре внимания авторов новой...

Минога помогла понять, как позвоночные животные отрастили голову

Японская, или тихоокеанская минога Lethenteron camtschaticum / © Takayuki Onai, University of Fukui / Автор: Pinaria Caprarius Позвоночные...

Мегафауна сформировала биоразнообразие экосистем земной суши

Реконструкция мамонта художника Хосе Оливье / © flickr.com На протяжении миллионов лет крупные травоядные животные, называемые мегафауной, влияли...

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 /...

Генетики узнали, как наши предки потеряли хвосты

Генетики узнали, как наши предки потеряли хвосты / © Getty images Считается, что потеря хвоста у группы приматов,...

Гиен впервые засняли за скоростной охотой на мелких птиц

Хищничество пятнистых гиен (Crocuta crocuta) на красноклювых ткачей (Quelea quelea) в Национальном парке Этоша, Намибия. a) Гиена преследует...

Биологи выяснили, как тихоходки выживают в экстремальных условиях

Тихоходка под микроскопом / © Getty Images / Автор: Messiena Lucretius Тихоходки (Tardigrada) — восьминогие микроскопические беспозвоночные, которых...

У кошек насчитали почти 300 выражений морды

Многие люди до сих пор ошибочно считают кошек в значительной степени асоциальным видом / © Unsplash / Автор:...

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...

Грязный воздух изменил половые предпочтения насекомых

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

Зоологи объяснили, как птицы остаются умными, несмотря на маленький мозг

Нейронные особенности сложных когнитивных процессов в мозге птиц. 1. Большое количество ассоциативных нейронов; 2. Префронтальная область; 3. Плотная...

У диких млекопитающих впервые зафиксировали оплодотворение без проникновения

Поздний кожан (Eptesicus serotinus) — вид рода кожаны (Eptesicus) семейства гладконосые летучие мыши (Vespertilionidae) / © Bats Life...

Оплошность ученых позволила выяснить, что шмели живут под водой неделю

Матки шмелей после спаривания роют небольшие гнезда под землей и уходят туда «в спячку». Диапауза у них может...

Размер яичек у самцов стеклянных лягушек оказался связан с отцовскими качествами

Самец сетчатой стеклянной лягушки (Hyalinobatrachium valerioi) ухаживает за кладками икринок / © Francesca Angiolani Бесхвостые земноводные семейства Centrolenidae...

Анализ генома охотников-собирателей показал, как в каменном веке избегали кровосмешения

Одно из захоронений на острове Тевьек, раскопки 1929 года / © https://doi.org/10.1073/pnas.2310545121 Примерно семь с половиной тысяч лет...

Людям предложили перейти на мясо питонов

Cетчатый питон (Malayopython reticulatus) / © Wikimedia Commons В основу работы, которую опубликовал журнал Scientific Reports, легли данные...

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...