С тех пор, как Дарвин впервые изложил основные принципы эволюции посредством естественного отбора, роль конкуренции за пищу как движущей силы в формировании и изменении биологии вида, чтобы превзойти своих противников, играла центральную роль. Понятие конкуренции между видами настолько важно, что рассматривается как ключевая сила отбора, которая привела к расколу линии, ведущей к современным людям, от линии наших ранних предков-обезьян.
Самые ранние настоящие приматы, называемые «евприматами», жили около 55 миллионов лет назад на территории современной Северной Америки. В то время существовали две основные группы ископаемых эуприматов: лемуроподобные адапиды и долгопятоподобные омомииды. Соревнование в питании с другими млекопитающими, адаптировавшимися так же, по-видимому, было столь же важным в происхождении и диверсификации этих двух групп. Хотя на это намекали, точная роль диетической конкуренции и перекрывающихся пищевых ресурсов в ранней эволюции адаптивных и омомид никогда не проверялась напрямую.
Новое исследование, опубликованное сегодня в Интернете в Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences под руководством Лауры К. Стройк, доцента биомедицинских наук в Государственном университете Гранд-Вэлли, и Гэри Т. Шварца, доцента и исследователя ученый из Института происхождения человека Университета штата Аризона, подтверждает решающую роль, которую диетические адаптации сыграли в выживании и разнообразии североамериканских эуприматов.
«Понимание того, как устроены сложные пищевые сети и интенсивность конкуренции за общие пищевые ресурсы, достаточно сложно исследовать в живых сообществах, не говоря уже о сообществах, которые разделяли один и тот же ландшафт почти 55 миллионов лет назад», - сказал Стройк.
Исследователи использовали новейшие цифровые изображения и микроКТ сканирование более чем 350 ископаемых зубов млекопитающих из геологических отложений в Северной Америке. Они стремились количественно оценить трехмерную анатомию поверхности коренных зубов, принадлежащих вымершим представителям грызунов, сумчатых и насекомоядных - все они были обнаружены в тех же геологических отложениях, что и эуприматы, и, таким образом, вероятно, были реальными конкурентами.
Сканирование с высоким разрешением позволило им зафиксировать и количественно оценить детали того, насколько острыми, гребешковыми или заостренными были зубы. В частности, они смотрели на коренные зубы или зубы в задней части рта, полезные для измельчения и измельчения пищи или добычи. Относительная степень молярной остроты напрямую связана с широким меню пищевых продуктов, потребляемых каждым видом.
Стройк и Шварц использовали эти аспекты анатомии моляров, чтобы вычислить закономерности перекрытия диеты в некоторых ключевых группах ископаемых во времени. Затем эти результаты были сопоставлены с предсказаниями трех моделей конкуренции видов друг с другом, взятых из мира теоретической экологии. Сигнал был ясен: линии, принадлежащие к адапидам, в значительной степени выжили и диверсифицировались, не сталкиваясь с конкуренцией за пищу. Вторая основная группа, омомиеды, должна была выдерживать периоды интенсивной конкуренции по крайней мере с одной современной группой млекопитающих. По мере того как омомииды сохранялись в более поздних геологических отложениях, становится ясно, что они развили адаптивные решения, которые предоставили им возможность конкурировать и обычно побеждали.
«Результаты показали, что адапты и омомииды столкнулись с разными сценариями конкуренции, когда они возникли в Северной Америке», - сказал Стройк.
«Часть того, что делает нашу историю уникальной, заключается в том, что мы впервые сравнили этих ископаемых эуприматов с целым рядом потенциальных конкурентов из разных групп млекопитающих, живущих рядом с адапидами и омомидами, а не только с другими эуприматами, - сказал Шварц. «Это позволило нам реконструировать гораздо большую часть экологического ландшафта этих важных ранних родственников приматов, чем когда-либо ранее."
Ключевым достижением этого нового исследования является демонстрация того, что диета действительно сыграла фундаментальную роль в установлении и дальнейшем успехе эуприматов в палеосообществе североамериканских млекопитающих. Захватывающим результатом является разработка нового количественного инструментария для диагностики моделей пищевой конкуренции в прошлых сообществах. Теперь это позволит им изучить роль, которую диета и конкуренция сыграли в том, как некоторые из этих ископаемых эуприматов продолжали развиваться и диверсифицироваться, чтобы породить живых лемуров и всех других высших приматов.