Более 50 миллионов лет назад, когда Земля пережила серию экстремальных явлений глобального потепления, ранние млекопитающие отреагировали на это уменьшением в размерах. Хотя эта карликовость млекопитающих ранее была связана с крупнейшим из этих событий, исследования, проведенные Университетом Нью-Гэмпшира, показали, что этот эволюционный процесс может происходить в более мелких, так называемых гипертермальных организмах, что указывает на важную закономерность, которая может помочь сформировать понимание основные последствия текущего изменения климата, вызванного деятельностью человека.
Мы знаем, что во время крупнейшего из этих гипертермальных явлений, известного как палеоцен-эоценовый тепловой максимум, или PETM, температура поднялась примерно на 9-14 градусов по Фаренгейту, а некоторые млекопитающие со временем уменьшились на 30 процентов, поэтому мы хотели чтобы увидеть, повторяется ли эта картина во время других событий потепления», - говорит Эбигейл Д'Амброзиа, докторант UNH и ведущий автор исследования.«Мы надеемся, что это поможет нам узнать больше о возможных последствиях сегодняшнего глобального потепления».
В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, ученые собрали фрагменты зубов и челюстей в богатом ископаемыми бассейне Бигхорн в Вайоминге. Их внимание было сосредоточено на нескольких ранних млекопитающих, включая Arenahippus, раннюю лошадь размером с небольшую собаку, и Diacodexis, предшественника копытных млекопитающих размером с кролика.
Используя размер коренных зубов в качестве показателя размера тела, исследователи обнаружили статистически значимое уменьшение размера тела этих млекопитающих во время второго, меньшего, гипертермического периода, называемого ETM2. Аренагипп уменьшился примерно на 14 процентов, а диакодексис - примерно на 15 процентов.
«Мы обнаружили признаки карликовости млекопитающих во время этого второго гипертермии, однако они были менее экстремальными, чем во время PETM», - сказал Д'Амброзиа. «Во время ETM2 температура поднялась только примерно на пять градусов по Фаренгейту, и он был короче и длился всего от 80 000 до 100 000 лет, что примерно вдвое меньше, чем у более крупного PETM. Поскольку изменение температуры было меньшим, это предполагает наличие связи между величиной глобального потепления и степенью связанной с ним карликовости млекопитающих».
Исследователи предполагают, что изменение тела могло быть эволюционным ответом на создание более эффективного способа снижения температуры тела. Меньший размер тела позволил бы животным быстрее остыть. Наличие и качество питательных веществ в растениях, возможно, также сыграли свою роль. Предыдущие исследования показывают, что гипертермии как PETM, так и ETM2 совпали с повышенным уровнем углекислого газа в атмосфере, и это могло иметь ограниченное качество питательных веществ в растениях, что, возможно, способствовало уменьшению размера тела млекопитающих. Гидрологические записи во время PETM также предполагают меньшее количество осадков и засуху, что могло привести к более сухим почвам и даже к пожару, который мог повлиять на рост растительности и, в конечном итоге, возможно, на размер потомства. После обоих гипертермических явлений размеры тела всех млекопитающих восстановились.
Двуокись углерода, высвобождаемая во время обоих гипертермальных процессов, имеет тот же след, что и сегодняшнее ископаемое топливо. Исследователи надеются, что более глубокое понимание взаимосвязи между изменением размеров тела млекопитающих во время этих событий и сегодняшним глобальным потеплением, вызванным парниковыми газами, поможет лучше предсказать возможные будущие экологические изменения в ответ на сегодняшние изменения климата.
Соавторы включают Уильяма Клайда, профессора наук о Земле в UNH; Генри К. Фрике, Колорадский колледж; Филип Д. Джинджерич, Мичиганский университет; Хеммо А. Абельс, Делфтский технологический университет, Нидерланды.
Предварительные результаты были представлены ранее на ежегодном собрании Общества палеонтологии позвоночных в 2013 году.