Международная группа биологов и геологов проанализировала строение нескольких сотен вымерших головоногих — в частности, сложность орнамента на раковинах аммонитов — и обнаружила закономерность: эволюция орнамента коррелировала с динамикой вымирания различных видов моллюсков. Это редкий случай, когда можно проследить подобное влияние.
История нашей планеты знает множество различных вымираний — от массовых вроде Великого вымирания, которое завершило палеозойскую эру, до частных случаев исчезновения животных, например птицы додо или сумчатого волка.
Причин для вымирания тоже немало: эру динозавров 66 миллионов лет назад прервал, как считается, крупный астероид, который после столкновения с Землей вызвал длительную зиму. Главным фактором, спровоцировавшим пермско-триасовое вымирание, принято называть стремительные и объемные выбросы лавы, которые сейчас известны как сибирские траппы.
Не стоит забывать и воздействие человека: по его вине с лица земли исчезли гигантские нелетающие птицы моа, не знавшие естественных хищников. Охотники с собаками, потепление климата в конце плейстоцена (2,588–0,0117 миллиона лет назад) и участившиеся болезни — все это довело мамонтов до полного исчезновения около четырех тысяч лет назад.
Вымирание может быть и следствием естественного развития, но проследить такое сложно. Группа биологов и геологов из Китая, Франции и Германии решила проверить, как усложнение строения в процессе эволюции сказалось на выживаемости таксона. В качестве объекта выбрали аммонитов — подкласс головоногих моллюсков, вымерших, по разным оценкам, в конце мелового периода или в начале палеогена, то есть приблизительно 66 миллионов лет назад.
Исследователи отобрали 146 ископаемых образцов для сканирования их раковины. Новый метод заключался в том, что ученые рассчитывали индекс двухмерного орнамента аммонитов — данные брали с фотографий бокового и фронтального вида. Анализировали количество деталей орнамента, их плотность, ширину и высоту.
Затем специалисты изучили эволюционную динамику моллюсков в разных временных масштабах, чтобы выяснить, влияет ли на нее усложнение строения раковины. Для этого отобрали 211 таксонов из плинсбахского яруса (ранний юрский период, 190,8-182,7 миллиона лет назад) и 462 — из всего мелового периода (145-66 миллионов лет назад), наиболее длительный период. Результаты научной работы опубликованы в журнале Current Biology.
Раковины раннеюрских видов, которые жили на протяжении менее трех миллионов лет, носили более выраженный орнамент, а те, что жили дольше, были преимущественно гладкими. Подобные выводы исследователи сделали после анализа меловых аммонитов. Моллюски с ярким орнаментом были короткоживущими.
Больше всего сложных раковин насчитали в семействе Liparoceratidae из плинсбахского яруса. В нем ученые проследили, как несколько видов усложнили свое строение, и продолжительность их жизни сократилась. Причем только таксоны с замысловатым орнаментом оказались короткоживущими.
«Усложнение орнамента раковины может потребовать больших энергетических затрат на ее строительство, а согласно теории энергетического бюджета, эти высокоэнергоемкие организмы непригодны для обитания в бедных на ресурсы местообитаниях. Например, во время пермско-триасового массового вымирания у аммонитов наблюдался значительный морфологический отбор на орнаментацию, в результате которого предпочтение отдавалось видам с гладкими или слабоорнаментированными раковинами, тогда как виды со сложными орнаментами вымерли», — так авторы статьи объяснили причины обнаруженной корреляции.
По другой гипотезе, таксоны с более сложным строением гораздо пластичнее, а значит, и темпы их эволюции выше. Такие моллюски могли адаптироваться, усложняя или упрощая свои раковины в зависимости от условий вроде колебания уровня моря, изменения температуры воды и аноксических (бескислородных) событий.
Как раз с последними явлениями четко коррелировали пики роста сложности орнамента на раковинах аммонитов. Тем не менее выявленная закономерность показывает, как более простое строение вида повышает его выживаемость.