Острова были жизненно важными лабораториями для продвижения теории эволюции со времен новаторской работы Чарльза Дарвина и Альфреда Рассела Уоллеса в 19 веке.
Теперь новая статья, опубликованная в PLOS ONE от международной группы исследователей, описывает двух новых ископаемых родственников сумчатых, которые проливают свет на то, как уникальная островная экосистема развивалась около 43 миллионов лет назад в течение эоцена.
«Эволюцию во многих отношениях легче изучать в контексте острова, чем на большом континенте, таком как Северная Америка, потому что это более простая экосистема», - сказал соавтор К. Кристофер Берд, заслуженный профессор экологии и эволюционной биологии Канзасского университета и старший куратор Института биоразнообразия и Музея естественной истории Калифорнийского университета. «Биологи-эволюционисты сосредоточили свое внимание на островах с тех пор, как Дарвин и Уоллес независимо сформулировали свои идеи об эволюции, основанные на их наблюдениях за растениями и животными, обитающими на Галапагосских островах и Малайском архипелаге, который является современной Индонезией».
Тем не менее, Бирд сказал, что скудная летопись окаменелостей животных, живущих на островах в «глубокое время» или в течение нескольких миллионов лет, мешает нашему пониманию того, как именно собираются островные экосистемы. В новой статье описываются два новых ископаемых вида, идентифицированных по их зубам, которые населяли регион Понтид на территории современной северо-центральной Турции.
В эоцене регион Понтид был островом в более крупной версии современного Средиземного моря под названием Тефия. В то время Африка и Евразия не были связаны, как сегодня на Ближнем Востоке, но Африка дрейфовала на север из-за тектоники плит и в конечном итоге столкнулась с Евразией миллионы лет спустя. Понтийский регион был зажат между этими сходящимися континентами. Эта геологическая обстановка делает регион Понтид похожим на остров Сулавеси в Индонезийском архипелаге, который так же зажат между сходящимися континентами Азии и Австралии..
«Ни одна другая экосистема на планете ни в какой период времени не соответствует тому, что мы находим в эоцене Турции - это совершенно уникальная экосистема млекопитающих, очень похожая на Мадагаскар сегодня», - сказал он. «Но как развивалась биота этого острова с течением времени? Вам нужны окаменелости и глубина времени, чтобы увидеть это. Здесь мы можем в мельчайших подробностях изучить, как развивался этот древний остров - откуда пришли разные животные, как они туда попали и когда». Как только они добрались туда, некоторые из этих млекопитающих, в том числе одна из новых сумчатых линий, которые мы обнаружили, смогли разнообразить жизнь на острове. Большинство эоценовых млекопитающих на острове Понтид, по-видимому, попали туда вплавь или на плотах через часть моря Тетис, вместо того, чтобы оказаться на острове, когда он отделился от соседних частей Евразии».
Сотрудниками Бороды в исследовании были Грегуар Метэ из Национального музея естественной истории в Париже, Джон Р. Каппельман из Техасского университета, Алексис Лихт из Вашингтонского университета, Фарук Окакоглу из Эскишехира. Университет Османгази в Турции и Полин М. К. Костер и Майкл Х. Тейлор.
В ископаемых сумчатых понтийцах, у которых нет живых потомков, команда обнаружила доказательства того, что самобытным формам жизни, которые развиваются на островах, в целом не суждено сбыться, учитывая достаточное количество времени.
«Одно мы знаем точно: невероятно интересная и уникальная эоценовая биота, существовавшая на этом острове на территории нынешней Турции, в какой-то момент была полностью уничтожена», - сказал Бирд.«Он был искоренен, когда остров был вновь соединен с материковой частью Евразии, и больше космополитических животных смогли получить к нему доступ в первый раз, что привело к вымиранию странной островной биоты. Сообщение для природоохранной биологии сегодня состоит в том, что островные экосистемы по своей природе эфемерны на великом континенте. шкала времени макроэволюции. Сегодня биологи-охранники обеспокоены тем, что на островах существует множество вымирающих таксонов. Ужасная правда, которую сообщает палеонтология, состоит в том, что по прошествии достаточного времени большинство островных фаун обречены на вымирание. Они - тупиковые пути эволюции… даже несмотря на то, что это прекрасные места для изучения процессов эволюции."
Бард сказал, что два недавно описанных ископаемых сумчатых - Galatiadelphys minor и Orhaniyeia nauta - жили на вершине пищевой цепи в Понтиде эоцена, потому что плотоядные млекопитающие не могли добраться до маленького острова.
«Одна из самых странных особенностей островной фауны Понтид заключается в том, что здесь нет настоящих плотоядных млекопитающих», - заявил он.«Не было ничего родственного кошкам, собакам, медведям или ласкам - никаких современных млекопитающих-хищников. Они не могли попасть на территорию Понтида, потому что это был маленький остров. Так что эти сумчатые экологически занимают свое место на вершине пищевой цепь."
По словам исследователя KU, недавно обнаруженные окаменелости демонстрируют, что геологический контекст оказывает огромное влияние на то, как формируются экосистемы на любом отдельно взятом острове.
«Современные представления об эволюции островов основаны на некоторых довольно упрощенных, но довольно эффективных моделях», - заявил Бирд. «Эти модели предполагают, что организмы колонизируют острова на основе двух основных факторов: насколько велик остров и как далеко он находится от близлежащих континентальных массивов суши? колонизировать остров, и как только они доберутся туда, у них будет больше шансов выжить и, возможно, даже разнообразить свою жизнь."
Основываясь на выводах своей команды из региона Понтид, Берд сказал, что геологический контекст не менее важен, чем размер острова или расстояние от колонизирующей территории происхождения животных.
"Возможно, все люди были созданы равными, но не все острова. Геологический контекст острова - здесь он находится в области активной тектонической конвергенции - мы думаем, что эти другие факторы, размер и расстояние до материка перевешивают, " он сказал. «Самое странное в фауне млекопитающих Понтида то, что она содержит уникальную смесь животных из Европы, Африки и Азии. Даже два наших новых сумчатых показывают разные эволюционные корни на севере и юге. Это имеет смысл, потому что остров Понтид был будучи зажатым между Евразией и Африкой, и животные прибывали туда с разных направлений. Мы можем провести интересную аналогию с современным островом Сулавеси в Индонезии, который, как и местность Понтида, имеет смешанную фауну. На нем в основном обитают такие животные, как долгопяты, свиньи и землеройки, которые явно связаны с азиатскими видами, но у вас также есть виды на Сулавеси, которые, очевидно, связаны с млекопитающими из Новой Гвинеи. Если вы посмотрите на тектонику плит сегодня, Сулавеси оказывается зажатым между Австралией и Азией во многом так же, как Понтид был зажат между Африкой и Азией в эоцене».
Бард недавно вернулся из Турции, где он и его команда провели дополнительные полевые исследования. Это исследование финансировалось из нескольких источников, включая крупный грант Национального научного фонда США.