Два новых исследования проливают свет на взаимодействие между хищниками и добычей
Исследователи из Государственного университета Кампинас (UNICAMP) в штате Сан-Паулу, Бразилия, выяснили, как взаимодействие между хищниками и добычей повлияло на вымирание саблезубых тигров и исчезновение разнообразных видов антилокоприд, которые сейчас представлены одним видом — американской антилопой.
Первое исследование
В первом исследовании, опубликованном в журнале Journal of Evolutionary Biology, учёные использовали базы данных окаменелостей, оценки размеров тел и данные об изменении климата в Северной Америке и Евразии за последние 20 миллионов лет. Это позволило им проследить эволюционную историю и взаимодействия, которые могли повлиять на вымирание саблезубых тигров.
Эти представители семейства кошачьих характеризуются вытянутыми клыками, что говорит о том, что они были специализированными хищниками крупных животных.
«Одна из гипотез, получившая наибольшее внимание в литературе, заключалась в том, что конец саблезубых тигров мог быть связан с вымиранием мегафауны в конце плейстоцена, которое произошло между 50 000 и 11 000 лет назад. Эти крупные животные вымерли из-за изменения климата и действий человека, и в результате хищники остались без основной добычи», — говорит Жуан Насименто, ведущий автор исследований, которые проводились во время его докторской диссертации в Институте биологии (IB-UNICAMP).
«Однако мы обнаружили, что процесс начался миллионы лет назад. На протяжении всей истории группы существовало несколько разных видов саблезубых кошек. Наше исследование показывает, что вымирание некоторых из них происходило в периоды, когда разнообразие добычи было ниже», — объясняет он.
Второе исследование
Во втором исследовании, опубликованном в журнале Evolution, авторы обнаружили корреляцию в обратном направлении. Увеличение разнообразия хищников привело к снижению видового разнообразия группы травоядных животных, известных как антилокоприды.
Антилокоприды когда-то были разнообразными животными в Северной Америке. Сегодня они представлены одним видом — американским бизоном (Antilocapra americana), одним из самых быстрых травоядных животных в мире. Одно из двух подсемейств, Merycodontinae, вымерло около шести миллионов лет назад. Это совпало с появлением хоботных — группы современных слонов, которые конкурировали с Merycodontinae за лесные среды обитания.
Другое подсемейство, Antilocaprinae, начало сокращаться около шести миллионов лет назад, что совпало с увеличением разнообразия кошачьих. Одним из примеров является американский гепард (Miracinonyx), который, как и африканский гепард, был приспособлен для высокоскоростной погони.
Исследования других исследовательских групп предполагают, что хищничество этого вида является одним из эволюционных объяснений высокой скорости американских антилоп. Это исследование подтверждает эту гипотезу, показывая, что разнообразие кошачьих могло повлиять на прошлое вымирание антилокоприд.
Выводы
В предыдущих исследованиях учёные указывали на гигантизм травоядных на Иберийском полуострове как на фактор, способствовавший вымиранию хищников 15 миллионов лет назад. На этот раз исследования охватывают гораздо большие территории в континентальном масштабе.
«Большой вклад этого комплекса исследований заключается в том, чтобы представить идею о том, что взаимодействие между хищниками и добычей может влиять на крупные эволюционные закономерности. Это обсуждалось десятилетиями, но не было действительно надёжного набора результатов, подтверждающих эту гипотезу», — говорит Матиас Пирес, профессор IB-UNICAMP, руководивший исследованием.
Оба текущих и предыдущие исследования стали возможны благодаря значительному объёму данных о окаменелостях из Северной Америки и Евразии, которые включают информацию о размерах тела и рационе. Эти базы данных доступны онлайн бесплатно и позволяют делать различные оценки.
Вооружившись данными, исследователи проследили эволюционную историю нескольких групп крупных животных. Это позволило им оценить вероятное время их появления и вымирания, а также то, какие виды сосуществовали и взаимодействовали в один и тот же период.
Например, саблезубые кошки появились 12 миллионов лет назад в Северной Америке и 14 миллионов лет назад в Евразии. На пике своего развития сосуществовали восемь видов. Их разнообразие оставалось стабильным до шести миллионов лет назад, когда оно начало снижаться, в конечном итоге стабилизировавшись на пяти видах. Они вымерли в эпоху голоцена, которая началась 11 700 лет назад.
Период, в течение которого разнообразие саблезубых кошек сокращалось, совпал с изменениями, которые сделали климат более засушливым. Это расширение открытых сред увеличило количество жвачных животных, питающихся травой. Тем временем травоядные, питающиеся листьями, потеряли леса, которые обеспечивали их пищей и убежищем.
«Наше исследование не обнаружило прямой связи между этим событием и сокращением численности саблезубых кошек, но эти изменения в окружающей среде косвенно повлияли на вымирание различных видов саблезубых кошек за счёт снижения доступности добычи», — говорит Пирес.
Одной из групп, которые пострадали от этих изменений, были Merycodontinae. Это подсемейство антилокоприд было листоядным и зависимым от лесов. В конце концов они вымерли. Тем временем пасущиеся антилокоприды — большинство представителей Antilocaprinae в то время — процветали дольше, но они также сократились с увеличением разнообразия кошачьих.
«Мы показываем, как увеличение числа хищников может снизить доступность добычи, что, в свою очередь, снижает численность хищников, и как это может проявляться в эволюционном масштабе. Это предупреждение о том, как мы можем изменить будущее, вызывая вымирания в настоящее время», — заключает Пирес.
Предоставлено FAPESP