Исследование, проведенное международной командой биологов и геологов, охватило строение сотен ископаемых головоногих моллюсков. В частности, была изучена сложность орнамента на раковинах аммонитов. В результате анализа была выявлена закономерность: эволюция орнамента имела связь с изменениями в вымирании различных видов моллюсков. Это явление представляет собой уникальную возможность для изучения подобного влияния.
История нашей планеты ознаменована множеством различных вымираний — начиная с масштабных, таких как Великого вымирания, которое ознаменовало окончание палеозойской эры, до частных случаев вымирания животных, таких как птица додо или сумчатого волка.
Существует множество факторов, способных привести к вымиранию. Например, эру динозавров, длившуюся 66 миллионов лет, вероятно, завершил удар крупного астероида, столкнувшегося с Землей вызвал длительную зиму. Главным фактором, спровоцировавшим пермско-триасовое вымирание, принято называть стремительные и объемные выбросы лавы, которые сейчас известны как сибирские траппы.
Нельзя не учитывать и влияние человека: его действия наносят ущерб окружающей среде 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 вызвано естественными процессами, однако выявить такую закономерность затруднительно. Исследователи из Китая, Франции и Германии, объединившие усилия биологов и геологов, провели исследование, чтобы оценить влияние усложнения структуры в ходе эволюции на способность таксона к выживанию. В качестве объекта выбрали аммонитов — подкласс головоногих моллюсков, который, согласно различным оценкам, исчез в конце мелового периода или в начале палеогена, около 66 миллионов лет назад.
Для исследования раковин было отобрано 146 ископаемых образцов. Суть нового метода заключалась в расчете индекса двухмерного орнамента аммонитов на основе фотографий их бокового и фронтального видов. Анализ включал оценку количества деталей орнамента, их плотности, ширины и высоты.
Специалисты также исследовали, как изменения в строении раковины влияют на эволюционные процессы у моллюсков, изучая их в различных временных интервалах. В качестве материала для исследования было отобрано 211 таксонов из плинсбахского яруса (в раннем юрском периоде (190,8-182,7 миллиона лет назад) было обнаружено 462 образца, а из всего мелового периода (145-66 миллионов лет назад), самого продолжительного периода, – еще больше. Результаты научной работы опубликованы в журнале Current Biology.
Раннеюрские виды, существовавшие менее трех миллионов лет, характеризовались более сложным орнаментом раковин, в то время как более древние формы были в основном гладкими. К такому заключению ученые пришли в результате изучения меловых аммонитов. Короткий жизненный цикл определял ярко выраженный орнамент у моллюсков.
Наибольшее количество сложных раковин было зафиксировано 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.
«Увеличение сложности орнамента раковины может привести к существенным энергетическим затратам при ее формировании, и, в соответствии с теорией энергетического бюджета, такие энергозатратные организмы не могут выживать в средах с ограниченными ресурсами. Так авторы статьи объяснили обнаруженную взаимосвязь.
Существует и другое предположение: таксоны с более сложной организацией обладают большей пластичностью, что обуславливает более высокие темпы их эволюции. Эти моллюски были способны приспосабливаться, изменяя структуру своих раковин в ответ на различные факторы, такие как колебания уровня моря, изменения температуры воды и периоды отсутствия кислорода.
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.