Ученые выяснили, как ледниковый катаклизм породил первых рыб с челюстями
Примерно 445 миллионов лет назад жизнь на Земле пережила резкий поворот. Ледники, образовавшиеся над суперконтинентом Гондвана, высушили мелководные моря и изменили химический состав океанов. В результате вымерли около 85 % морских видов, включая многие группы беспозвоночных. Новое исследование, опубликованное в Science Advances учеными из OIST, показывает, что именно это массовое вымирание в позднем ордовике (LOME) создало условия для доминирования первых челюстных позвоночных.
«Мы продемонстрировали, что челюстные рыбы стали доминирующими только благодаря этому событию. Нам удалось сопоставить ископаемые находки, экологические условия и биогеографию, что уточнило наше понимание эволюции», — говорит профессор Лорен Саллан из отдела макроэволюции OIST.
Жизнь на закате ордовика
Ордовикский период (486–443 млн лет назад) был временем обширных мелководных морей вокруг Гондваны и теплого парникового климата. Побережья постепенно заселяли примитивные растения и многоногие членистоногие. В морях обитали конодонты с крупными глазами, трилобиты, морские скорпионы и гигантские наутилоиды. Эти редкие существа стали предками челюстноротых — группы, которая позже захватила доминирующее положение среди позвоночных.
«Хотя точные причины LOME неизвестны, ископаемые показывают четкую последовательность событий», — отмечает профессор Саллан.
Сначала планета перешла от теплого парникового климата к ледниковому, затем, несколько миллионов лет спустя, ледяные покровы растаяли, затопив прибрежные экосистемы.
Убежища для выживших
Выжившие позвоночные оказались в «убежищах» — ограниченных территориях с богатым биоразнообразием, отделенных глубоководными зонами. Там челюстные рыбы получили преимущество.
«Мы собрали данные за 200 лет исследований и создали базу ископаемых, что позволило реконструировать экосистемы этих убежищ», — добавляет Вахей Хагивара, аспирант OIST.
Анализ показал, что после массового вымирания челюстные позвоночные резко увеличили разнообразие видов. Эти события напомнили «циклы перезагрузки разнообразия», когда после катастроф эволюция восстанавливает экосистему, но с новыми видами на тех же функциональных нишах.
Как новые условия помогли видам развиваться
Исследователи отмечают, что челюстные рыбы занимали свободные экологические ниши, оставленные вымершими беспозвоночными.
«Сначала виды осваивали доступные ресурсы, а потом происходила диверсификация», — поясняет Саллан.
Подобная динамика наблюдается у дарвиновских вьюрков на Галапагосе, которые меняли форму клюва, чтобы лучше использовать новые источники пищи.
Сокращение числа бесчелюстных позвоночных совпало с ростом численности челюстноротых после обеих волн LOME.
«Ранние позвоночные заняли прежние экологические структуры, но с новыми видами», — резюмирует профессор.
Эти закономерности повторяются на протяжении палеозоя, демонстрируя, как эволюция восстанавливает функциональные структуры экосистем.
Собрав данные о месте обитания, строении тела, окружающей среде и разнообразии видов, ученые смогли понять, почему у рыб появились челюсти и почему именно они стали доминировать в морях до наших дней.
«Современные акулы, костные рыбы и большинство морских позвоночных восходят к этим выжившим видам, а не к более ранним формам вроде конодонтов и трилобитов», — заключает Саллан.
