Палеонтологи и палеогенетики, изучив окаменелости и ДНК, установили, когда и как флора и фауна Северного полушария адаптировались к холодному климату. Выяснилось, что виды приспосабливались не сразу, а в два этапа: первый начался около 2,6 миллионов лет назад, а второй — примерно 700 тысяч лет назад, во время перехода к более длительным и суровым ледниковым периодам.
Три миллиона лет назад на Земле появились регулярные ледниковые периоды. В то время выносливые к холоду животные и растения увеличивали территорию своего проживания согласно циклами Миланковича В периоды оледенений продолжительностью 41 и 21 тысячу лет длительность существования сокращалась, а в теплые межледниковья увеличивалась. У позвоночных фиксировалось больше эволюционных изменений, чем у растений и насекомых. Ученые связывают это с филогенетическим консерватизмом – адаптацией за счет изменений в существующих системах, а не радикальной «перестройкой» организмов.
Мамонты, шерстистые носороги, росомахи и олени появились в плиоцене и раннем плейстоцене, тогда же формировались первые тундровые экосистемы. В среднем плейстоцене при удлинении ледниковых периодов появились тундровая куропатка, белый медведь и шерстистый мамонт. Каждый вид эволюционировал по-разному и в разное время, реагируя на изменения окружающей среды по-своему: одни виды отступали на север или в горы, другие — к континентальному центру.
До палеогенетики учёные определяли время появления холодоустойчивых таксонов в основном по анатомическим, физиологическим и поведенческим признакам современных видов. Теперь, проанализировав древние окаменелости и ДНК, авторы нового исследования… опубликованного в журнале Trends in Ecology & Evolution, Предложено три главных варианта появления видов, способных выживать в холодных условиях.
Первый сценарий гласит, что некоторые виды эволюционировали в умеренных широтах и мигрировали в Арктику по мере похолодания климата. Второй сценарий предполагает адаптацию на месте (in situ), когда организмы северных регионов постепенно приспосабливались к изменениям окружающей среды. Третий сценарий связан с так называемой… предаптацией В горах царствовала прохлада до оледенения, давая организмам возможность подготовиться к будущим холодам.
В раннем плейстоцене, между одним и двумя миллионами лет назад, настоящие лемминги и северные олени появились в Арктике. Белый медведь и песец, предположительно, пришли с юга примерно 700 тысяч лет назад. Шерстистый носорог обитал на Тибетском нагорье задолго до крупных оледенений в северных широтах.
Экосистема тундры, хотя и немного отличная от современной, скорее всего, образовалась примерно 2,6-1,8 миллионов лет назад. эволюционной устойчивости Определение видов насекомых и растений может быть проблематичным, поскольку внешние характеристики не всегда соответствуют генетическим отличиям.
Исследователи пришли к выводу, что флора и фауна современной Арктики сформировалась из видов с разным эволюционным прошлым, поэтому арктические сообщества нельзя рассматривать как результат единого климатического ландшафта. Виды, обитающие в Арктике, — результат поэтапных эволюционных и экологических процессов, длившихся миллионы лет.
Виды, приспособленные к холодным условиям, относятся к самым уязвимым для изменения климата. Изучение их эволюционного пути помогает определить риски, которые угрожают вымирающим видам в настоящее время. отметил Новую научную работу ведет ведущий автор Джон Стюарт из Борнмутского университета.