Новое исследование биологов Аризонского университета помогает объяснить, почему разные группы животных резко различаются по количеству видов и как это связано с различиями в их формах тела и образе жизни.
На протяжении тысячелетий люди восхищались кажущимся безграничным разнообразием и разнообразием животных, населяющих Землю. К настоящему времени биологи описали и каталогизировали около 1,5 миллиона видов животных, число, которое, по мнению многих, может затмить число видов, все еще ожидающих открытия.
Все виды животных делятся примерно на 30 типов, но эти типы резко различаются по количеству видов, которые они содержат: от одного вида до более чем 1,2 миллиона в случае насекомых и их родственников. Животные обладают невероятным разнообразием формы тела и образа жизни, в том числе растительноподобные, неподвижные морские губки, у которых нет головы, глаз, конечностей и сложных органов, паразитические черви, живущие внутри других организмов (например, нематоды, платигельминты), и типы с глаза, скелеты, конечности и сложные органы, доминирующие на суше с точки зрения количества видов (членистоногие) и размеров тела (хордовые).
Среди этого ослепительного разнообразия форм жизни один вопрос оставался столь же неуловимым, сколь и очевидным: почему некоторые группы на эволюционном древе животных разветвились на головокружительную чащу видов, а другие разделились на простое горстка и покончили с этим?
С самого начала своей дисциплины биологи пытались найти и понять закономерности, лежащие в основе разнообразия видов. Другими словами, каков рецепт, который позволяет филуму диверсифицироваться во множество видов или, говоря словами биологов-эволюционистов, быть «успешным»? Фундаментальная, но нерешенная проблема заключается в том, связана ли основная биология этих типов с численностью их видов. Например, позволяют ли наличие головы, конечностей и глаз некоторым группам быть более успешными и, следовательно, иметь большее количество видов?
Jezkova и Wiens обнаружили, что только три признака объясняют большую часть различий в разнообразии и количестве видов между типами: наиболее успешные типы имеют скелет (внутренний или внешний), живут на суше (а не в океане) и паразитировать на других организмах. Другие черты, в том числе те, которые могут показаться более драматичными, оказали на удивление мало влияния на разнообразие и численность видов: эволюционные достижения, такие как наличие головы, конечностей и сложных систем органов кровообращения и пищеварения, по-видимому, не являются первичными аксессуарами эволюционной эволюции. "Одевайтесь на успех."
"Паразитизм не коррелирует ни с какими другими чертами, поэтому сам по себе он оказывает сильное влияние", - сказал Винс.
Он объяснил, что когда вид-хозяин разделяется на два вида, он уносит с собой свою популяцию паразитов.
«У вас может быть несколько видов паразитов, живущих внутри одного и того же хозяина, - сказал он, - например, может быть десять видов нематод в одном виде хозяина, и если этот вид хозяина разделится на два, 20 видов нематод. Так что это действительно увеличивает разнообразие."
Исследователи использовали статистический метод, называемый множественным регрессионным анализом, чтобы выяснить, является ли такая черта, как паразитический образ жизни, вероятной движущей силой диверсификации видов.
«Мы проверили все эти уникальные черты по отдельности, - объяснил Винс, - например, наличие головы, наличие глаз, где обычно обитают виды в типе, размножаются ли они половым или бесполым путем, подвергаются ли они метаморфозу». или нет, и из них мы выбрали шесть черт, каждая из которых сама по себе оказала сильное влияние. Затем мы ввели эти шесть признаков в модель множественной регрессии. А затем мы спросили: «Какая комбинация признаков объясняет наибольшую вариацию без включения каких-либо ненужных переменных?» - и из этого мы могли бы сократить его до трех ключевых переменных."
Авторы отмечают, что анализ не делает никаких предположений о палеонтологической летописи, которая не является истинным отражением биологического разнообразия в прошлом, поскольку не выявляет большинство мягкотелых животных или такие черты, как паразитический образ жизни.
«Мы хотели знать, чем объясняется картина разнообразия видов, которые мы наблюдаем сегодня», - сказал Винс. «Кто победители, а кто проигравшие?»
Морское биоразнообразие находится под угрозой из-за деятельности человека, такой как подкисление из-за выбросов углерода, что представляет экзистенциальную угрозу для многих морских животных, сказал Винс.
Многие уникальные продукты эволюции животных обитают только в океанах и могут быть легко утеряны, поэтому группы, просуществовавшие сотни миллионов лет, могут исчезнуть при нашей жизни, что ужасно. Многие типы животных, отстающие по количеству современных видов, как правило, живут в океане, и из-за деятельности человека они могут полностью вымереть».
Исследование также предполагает, что антропогенное вымирание может нанести тяжелый урон биоразнообразию Земли из-за эффекта вторичного вымирания, объяснил Винс..
"Когда вид вымирает, все связанные с ним виды, живущие в нем или на нем, также, скорее всего, вымрут."