Предки современных крокодилов пережили два массовых вымирания. Новое исследование раскрыло секрет их долголетия, который может помочь защитникам природы лучше защитить наиболее уязвимые виды нашей планеты.
Большинство людей считают крокодилов живыми ископаемыми — неподатливыми и неизменными, доисторическими реликтами, которые миллионы лет правили самыми заболоченными уголками мира.
Но их эволюционная история, согласно новым исследованиям, рассказывает другую историю.
Крокодилы — выжившие представители 230-миллионной линии, называемой крокодиломорфами, в которую входят современные крокодилы (то есть крокодилы, аллигаторы и гавиалы) и многие их вымершие родственники. Предки крокодилов пережили два массовых вымирания — подвиг, требующий эволюционной гибкости, чтобы приспособиться к быстро меняющемуся миру.
Авторы исследования обнаружили, что одним из секретов долголетия крокодилов является их удивительно гибкий образ жизни как в плане питания, так и среды обитания.
«Многие группы, тесно связанные с крокодилами, были более разнообразными, более многочисленными и демонстрировали различные экосистемы, но все они исчезли, за исключением нескольких современных крокодилов-генералистов», — говорит Киган Мелстром, ведущий автор и доцент Университета Центральной Оклахомы (УЦО), который начал исследования в качестве докторанта в Университете Юты.
«Вымирание и выживание — две стороны одной медали. Во время всех массовых вымираний некоторым группам удаётся выжить и диверсифицироваться. Что мы можем узнать, изучая более глубокие эволюционные закономерности, обусловленные этими событиями?»
Земля пережила пять массовых вымираний за свою историю. Эксперты утверждают, что мы переживаем шестое, вызванное разрушением среды обитания, инвазивными видами и изменением климата. Выявление признаков, способствующих выживанию во время планетарных потрясений, может помочь учёным и защитникам природы лучше защитить уязвимые виды сегодня.
Исторически сложилось так, что в этой области млекопитающие считались примером выживания во время массового вымирания, хвалясь своей всеядной диетой и способностью процветать в различных экологических нишах. Несмотря на их устойчивость, исследования в значительной степени игнорировали кладу крокодиломорфов.
Статья, опубликованная в журнале Palaeontology, является первой, в которой реконструирована пищевая экология крокодиломорфов с целью выявления характеристик, которые помогли некоторым группам выжить и процветать во время двух массовых вымираний — в конце триаса, около 201,4 миллиона лет назад (млн лет назад), и в конце мелового периода, около 66 млн лет назад.
«Есть опасность пытаться делать выводы, сделанные миллионы лет назад, и напрямую применять их к сохранению природы. Мы должны быть осторожны», — говорит соавтор Рэнди Ирмис, куратор палеонтологии в Музее естественной истории Юты и профессор кафедры геологии и геофизики Университета Юты.
«Если люди будут изучать млекопитающих и рептилий и обнаружат те же закономерности в отношении выживания после вымирания, тогда мы сможем предсказать, что виды с всеядной диетой могут добиться большего успеха. Эта информация помогает нам делать прогнозы, но маловероятно, что мы когда-либо сможем определить, какие отдельные виды выживут».
**Скрытое прошлое**
Современные крокодилы известны как полуводные универсалы, которые процветают в таких средах, как озёра, реки или болота, подстерегая ничего не подозревающую добычу.
Они не привередливы в еде. Молодые особи едят всё подряд: от головастиков, насекомых или ракообразных, прежде чем перейти к более крупной пище, такой как рыба, детёныши оленей или даже сородичи.
Тем не менее единообразный образ жизни современных крокодилов скрывает огромное разнообразие пищевых привычек, благодаря которому процветали крокодиломорфы прошлого.
В позднем триасе (237–201,4 млн лет назад) псевдозухии, более широкая эволюционная группа, включающая ранних крокодиломорфов и многие другие вымершие линии, господствовали на суше. Самые ранние крокодиломорфы были мелкими и средними по размеру существами, которые были редки в своих экосистемах и были хищниками, в основном питавшимися мелкими животными. В отличие от них, другие группы псевдозухий доминировали на суше, занимая широкий спектр экологических ролей и демонстрируя головокружительное разнообразие форм и размеров тела.
Несмотря на своё доминирование, после вымирания в конце триаса ни один псевдозухий, не относящийся к крокодиломорфам, не выжил. В то время как гиперплотоядные крокодиломорфы, по-видимому, также вымерли, наземные универсалы выжили. Авторы гипотезы предполагают, что именно способность есть почти всё позволила им выжить, в то время как многие другие группы вымерли.
«После этого всё становится безумным, — говорит Мелстром. — Водные гиперплотоядные, наземные универсалы, наземные гиперплотоядные, наземные травоядные — крокодиломорфы эволюционировали и заняли огромное количество экологических ниш во времена динозавров».
Что-то произошло в позднем меловом периоде, что привело крокодиломорфов к упадку. Линии, специализирующиеся на различных экологических условиях, начали исчезать, даже наземные универсалы. К массовому вымиранию в конце мелового периода (отмеченному метеоритом, погубившим нептичьих динозавров) большинство выживших были полуводными универсалами и группой водных хищников. Современные 26 видов крокодилов почти все являются полуводными универсалами.
**Удивительные выжившие**
Как учёные разбираются в меню, которому миллионы лет? Они анализируют форму ископаемых зубов и черепов, чтобы понять основу диеты животных. Челюсть, утыканная крошечными ножами, вероятно, резала и прокалывала плоть. Grill в виде ступки и пестика, вероятно, разрушал растительные ткани. Форма черепа определяет, как животное двигает ртом, что даёт представление о его пищевых привычках. Расшифровка древних диет животных показывает, где оно охотилось, что авторы называют пищевой экологией.
Это была масштабная задача. Авторы посетили зоологические и палеонтологические музейные коллекции в семи странах и на четырёх континентах, чтобы получить необходимые им ископаемые образцы. Они исследовали черепа 99 вымерших видов крокодиломорфов и 20 современных видов крокодилов, создав набор ископаемых данных, охватывающий 230 миллионов лет эволюционной истории.
Ранее исследователи создали базу данных живых не крокодилов для сравнения, включая 89 видов млекопитающих и 47 видов ящериц. Образцы представляли широкий спектр пищевых привычек, от строгих хищников до обязательных травоядных, и самые разные формы черепов.
Будучи полуводными хищниками-засадчиками, современные крокодилы в основном занимают схожие экологические роли в самых разных средах. У них по-прежнему остаётся удивительно гибкая диета, возможно, остаток их глубоко разнообразного эволюционного прошлого.
Для находящихся под угрозой исчезновения крокодилов, таких как гавиал из предгорий Гималаев или кубинский крокодил из болота Zapata, гибкость в питании может дать им шанс выжить во время текущего шестого массового вымирания. Наибольшими проблемами, с которыми сталкиваются эти виды, являются потеря среды обитания и охота со стороны человека.
«Когда мы видим живых крокодилов и аллигаторов, вместо того чтобы думать об опасных зверях или дорогих сумках, я надеюсь, что люди оценят их удивительные 200+ миллионов лет эволюции и то, как они пережили столько бурных событий в истории Земли, — говорит Ирмис. — Крокодилы оснащены всем необходимым, чтобы пережить многие будущие изменения — если мы будем готовы помочь сохранить их среду обитания».
Дополнительные соавторы — из Университета Юты и Полевого музея естественной истории.
Поддержка исследования была предоставлена Национальным научным фондом США, Северо-Западной федерацией минералогических обществ, Музеем естественной истории Лос-Анджелеса, Американским музеем естественной истории, Палеонтологической ассоциацией, Палеонтологическим обществом, Геологическим обществом Америки и кафедрой геологии и геофизики Университета Юты.