Отверстия, просверленные в ископаемых раковинах охотниками, такими как улитки и слизни, показывают, что морские хищники со временем становились все крупнее и сильнее, но продолжали ловить мелкую добычу, а не использовать свой дополнительный вес для преследования более крупной добычи. новые исследования показывают.
Исследование, опубликованное сегодня в журнале Science, показало, что процент площади панциря, просверленного хищниками, увеличился в 67 раз за последние 500 миллионов лет, предполагая, что соотношение размера хищного бурильщика и добычи с прочным панцирем существенно увеличилось. Авторы исследования говорят, что увеличивающийся разрыв может быть вызван большим количеством и лучшей питательной ценностью видов-жертв и, возможно, минимизацией уязвимости хищников перед их собственными врагами.
«Эти отверстия отслеживают появление хулиганов: более крупные и сильные хищники охотятся на добычу того же размера, что и их гораздо более мелкие предшественники», - сказал Михал Ковалевски, Джон Л. и Беверли А. Томпсон, заведующий кафедрой палеонтологии беспозвоночных. Флоридский музей естественной истории при Университете Флориды и соавтор исследования. «Что интересно в этом проекте, так это то, что мы обнаружили, что просверленная ископаемая раковина может сказать нам как размер добычи, так и размер хищника, который ее съел. Это дает нам первое представление о том, как размер хищника и добычи связан с друг друга и как это соотношение размеров менялось на протяжении истории жизни».
Хищничество является основным экологическим процессом в современных экосистемах, но его роль в формировании эволюции животных вызывает споры, сказал Ковалевски. Это исследование проливает свет на способность хищничества вызывать эволюционные изменения, поддерживая критический принцип гипотезы эскалации: идею о том, что давление сверху вниз со стороны все более крупных и сильных хищников помогло вызвать ключевые эволюционные изменения у видов-жертв, такие как защитная броня, лучшая подвижность и тактика скрытности, например, закапывание в морское дно.
Не считая нескольких редких находок хищников и жертв, сохранившихся во время битвы, отсутствие прямых ископаемых свидетельств препятствует более четкому пониманию того, как хищники повлияли на пути эволюции других видов.
Адиэль Кломпмейкер, в то время научный сотрудник Музея Флориды, работал над базой данных о просверленных отверстиях - следах, оставленных в панцире хищником, таким как улитка или слизняк, - когда он увидел их неиспользованный потенциал как « "дымящийся пистолет" свидетельствует о смертоносных морских драмах.
Сверлящие хищники, такие как улитки, слизни, осьминоги и жуки, проникают в защитный скелет своей жертвы и поедают мягкую плоть внутри, оставляя после себя контрольную дыру в панцире. Триллионы этих буровых скважин существуют в летописи окаменелостей, предоставляя ценную информацию о хищниках на протяжении миллионов лет. Но хотя буровые скважины широко использовались для изучения вопросов об интенсивности хищничества, Кломпмейкер понял, что они также могут пролить свет на соотношение размеров хищников и жертв.
Точно так же, как отверстие от пули указывает на калибр выстрела из ружья, отверстие от сверла указывает на размер создавшего его хищника, независимо от того, что это было за животное. Сопоставляя эти размеры отверстий, исследователи могут получить представление о взаимодействии хищников и жертв на протяжении 500 миллионов лет.
"Найти прямые доказательства поведения в летописи окаменелостей может быть сложно, особенно по сравнению с поведением всех животных, которые мы можем просто наблюдать сегодня", - сказал Кломпмейкер, ведущий автор исследования, а ныне научный сотрудник Калифорнийского университета., Беркли, где он провел большую часть исследований. «Просверливание отверстий в раковинах является исключением из этого правила».
Чтобы определить, является ли размер просверленного отверстия хорошим предиктором размера животного, которое его проделало, исследователи собрали 556 измерений размеров хищников и диаметра отверстий, которые они проделали. Измерения охватили 14 семейств и пять типов бурильщиков, как наземных, так и морских: моллюски, членистоногие, нематоды, Cercozoa (паразитические простейшие) и Foraminifera (амебоидные простейшие). Команда обнаружила сильную корреляцию между размером хищника и диаметром буровых скважин.
«Это похоже на то, как размер вашей руки связан с вашим ростом и общей массой тела», - сказал Ковалевски. «Это не идеальная корреляция, но между ними существует очень сильная связь».
Затем команда использовала данные, собранные по 6 943 пробуренным животным, представляющим многие ископаемые виды, чтобы изучить тенденции в размерах буровых скважин, размерах добычи и соотношении размеров хищников и жертв, начиная с кембрийского периода, когда большинство морских организмов появился - и бегом к настоящему.
Несмотря на рост, хищникам, возможно, не нужно было переключаться на более крупные цели, потому что добыча со временем становилась более питательной, говорят исследователи. В палеозойскую эру, примерно от 541 до 252 миллионов лет назад, моллюсковые организмы, известные как брахиоподы, были самой распространенной доступной добычей. Но хищники получали мало питательных веществ от брахиопод и постепенно перешли к моллюскам, такой же крупной, но более мясистой добыче, которой стало много в океанах после палеозоя.
«В современных океанах хищник может получить довольно много пищи, поедая мелкое животное», - сказал Ковалевски. «Этого не было 500 миллионов лет назад, когда в меню была гораздо менее мясистая добыча. Древняя мелкая добыча могла удовлетворять потребности только мелких хищников».
Еще один фактор возвращает нас к гипотезе эскалации: по мере роста хищничества сами хищники становились все более уязвимыми для своих собственных хищников. По словам Кломпмейкера, преследование, охота и бурение добычи создают окно времени, когда хищники подвергаются воздействию своих собственных врагов, таких как крабы и рыбы. Преследование мелкой, легкой добычи может снизить риск для самих хищников.