• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
24 февраля
Михаил Орлов
7
10 726

Биологи объяснили разнообразие змей «эволюционной сингулярностью»

4.2

Змеи — широко распространенные и разнообразные рептилии, которые очень близки ящерицам и в ходе эволюции произошли именно от них. Среди более четырех тысяч видов змей есть жители почти всех континентов и крупных островов, освоившие самые разнообразные экологические ниши и способные питаться почти кем угодно. Авторы новой статьи в Science проанализировали геномы более тысячи видов чешуйчатых (змей и ящериц), данные об их рационе и объяснили, как возникло уникальное разнообразие змей.

Блестящая остроголовая змея (Oxybelis fulgidus)
Блестящая остроголовая змея (Oxybelis fulgidus) в Бразилии / © Ivan Prates

Известно около 40 тысяч видов позвоночных, среди которых десятая часть — змеи. Впечатляющее число, если вспомнить, что они представляют собой всего лишь подотряд в составе отряда чешуйчатых рептилий (Squamata), куда также входят ящерицы и немногочисленные двуходки. Ящерицы были предками змей, однако более 150 миллионов лет назад их пути резко разошлись и далее две группы эволюционировали по-своему. И хотя формально змеи — всего лишь разновидность ящериц, они очень отличаются по экологии, морфологии и биогеографии от своих чешуйчатых собратьев.

Змеи показали способность быстро создавать новые виды и более крупные систематические группы. В результате они освоили все материки Земли (кроме Антарктиды) и даже поселились на множестве островов. Редкими исключениями, не имеющими в природной фауне змей, остались Ирландия и Новая Зеландия. Змеи также приобрели комплекс уникальных адаптаций, таких как отсутствие конечностей, длинное тело, развитое обоняние и, разумеется, их фирменные яды.

Так змеи освоили разные экологические ниши: они плавают в морях, роются в земле, лазают по ветвям, живут и в пустынях, и в экваториальных лесах, где отравляют, душат и глотают своих жертв целиком. Змеи приучились к самым разным типам пищи, разумеется кроме растительной, которая закоренелых хищников не интересует. При этом в отличие от ящериц они зачастую специализируются на каком-то одном питании.

Авторы новой публикации в лидирующем научном журнале Science взялись выяснить, в чем секрет эволюционного успеха змей и их необычайного разнообразия. Они проанализировали фрагменты 1018 геномов чешуйчатых, а также окаменелости и данные о пищевых пристрастиях почти 70 тысяч особей (используя для этого музейные образцы). Так биологи реконструировали эволюционную историю чешуйчатых рептилий.

Оказалось, что змеи эволюционируют с очень высокой скоростью — примерно втрое быстрее ящериц. Они также имеют особые генетические и молекулярные адаптации: рост числа транспозонов и изменение функций белков, участвующих в метаболизме. При этом выделение змей в обособленную группу еще во времена динозавров (около 150 миллионов лет назад) сопровождалось их быстрыми и радикальными преобразованиями. Почти сразу змеи приобрели все характерные адаптации — безногое вытянутое тело, череп, способный деформироваться для проглатывая крупной жертвы, и исключительную чувствительность к запахам.

Многомерные трофические ниши для 1314 видов чешуйчатых рептилий (синими точками показаны ящерицы, розовыми — змеи) / © P. O. Title et al., 2024

По отдельности такие приспособления возникали и у других позвоночных. Скажем, к «безногой конструкции» в разные моменты времени независимо перешли более 25 групп ящериц (веретенницы, чешуеноги и так далее) и амфибии, такие как современные червяги и давно вымершие аистоподы. Однако змеи особенно удачно сочетали в себе все эти адаптации, которые к тому же возникли почти одновременно (в эволюционных масштабах времени), очень динамично изменялись и обеспечили резкое ускорение видообразования и рост экологического разнообразия.

Ученые назвали состояние перед таким «змеиным взрывом» макроэволюционной сингулярностью — по аналогии с космологическим термином, описывающим Вселенную в бесконечно сжатом и нагретом состоянии перед Большим взрывом. В следующий за сингулярностью момент все начало быстро и неожиданным образом меняться, хотя характер изменений во многом определяло исходное состояние животных. О том, какого рода события запустили быструю эволюцию ранних змей, остается только догадываться.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 12:12
Игорь Байдов

Не успели утихнуть разговоры об испытании нового британского лазерного оружия, как правительство этой страны выпустило очередной пресс-релиз, в котором рассказало о работе над еще одной установкой против беспилотников. Эксперты считают, что это оружие — альтернатива дорогостоящим ракетам. Стоимость выстрела из него составит чуть больше 10 центов.

Позавчера, 10:39
Даниил Сухинов

Что заставляет одних животных быть моногамными, иметь на протяжении жизни только одного партнера и ухаживать за потомством, в то время как другие близкородственные виды не стеснены подобными рамками и могут вести беспорядочную половую жизнь? Исследователи из США и Канады, вероятно, нашли ответ на этот вопрос — по крайней мере для двух видов хомячков.

Вчера, 11:04
Ольга Иванова

Умение пользоваться орудиями труда у морских выдр известно давно, однако реальную пользу для их организма измерить непросто. Американские ученые впервые узнали, какие преимущества дает выдрам такой подход. Особенно это касается самок.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

13 мая
Александр Березин

Десятки лет назад ученые выдвинули гипотезу, что облик рода Homo возник под действием специфической задачи: добычи дичи с помощью бега. Несмотря на общую логичность этой версии, против нее выдвигали ряд контраргументов: бег энергозатратен, да и примеров «беговой охоты» в XX веке не столь много. Похоже, теперь оба эти возражения снимаются.

15 мая
Игорь Байдов

Несколько лет назад ученые открыли белый карлик, вращающийся вокруг солнцеподобной звезды в системе KIC 8145411. После ряда спектроскопических исследований выяснилось, что этот объект очень «легкий». В свою очередь, компьютерное моделирование показало, что маломассивные белые карлики в такого рода системах существовать не могут. После нового анализа американские астрономы, наконец, объяснили этот феномен.

24 апреля
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

[miniorange_social_login]

Комментарии

7 Комментариев

Vladimir Lukianov
25.02.2024
-
0
+
Если бы эволюция была фактом, то ископаемые, несомненно, свидетельствовали бы о постепенном переходе одного вида в другой. Это было бы так, независимо от того, какой вариант эволюционной теории принимается. Даже ученые, которые верят в более быстрые преобразования, связанные с теорией «прерывистого равновесия», допускают, что эти преобразования, вероятно, длились многие тысячелетия. Поэтому не разумно полагать, что нет абсолютно никакой необходимости в ископаемых связующих звеньях.Также, если бы эволюция основывалась на фактах, то следовало бы ожидать, что палеонтологическая летопись обнаружит зачатки новых структур в живых организмах. По крайней мере у некоторых ископаемых должны были бы обнаружиться развивающиеся руки, ноги, крылья, глаза и другие кости и органы. Например, должны были бы встретиться плавники рыб, превращающиеся в ноги земноводных, и жабры, постепенно превращающиеся в легкие. Должны были бы существовать пресмыкающиеся, передние конечности которых превращались бы в птичьи крылья, задние конечности — в когтистые лапы, чешуя — в перья, а рот — в роговой клюв.Относительно этой теории в британском журнале New Scientist говорится: «Она предсказывает, что полная палеонтологическая летопись должна состоять из родословных линий организмов, показывающих, что на протяжении длительных промежутков времени непрерывно происходит постепенное преобразование» . Сам Дарвин утверждал: «Число промежуточных и переходных звеньев между всеми живущими ныне и угасшими видами должно было быть непостижимо велико» .
    Михаил
    25.02.2024
    -
    2
    +
    Vladimir, Вы представляете себе, какая доля живших организмов сохраняется в окаменевшем виде (для этого требуются очень специфические условия)? А какую долю мы потом в состоянии найти? А эти вероятности нужно перемножать. Мы располагаем очень маленькой выборкой, и это проблема выборки, а не генеральной совокупности.
    Михаил
    14.03.2024
    -
    0
    +
    Vladimir, эволюция является фактом уже хотя бы потому что её элементарный акт - появление новых видов в дикой природе - неоднократно наблюдался (гуглим Recent and recurrent polyploidy in Tragopogon (Asteraceae): cytogenetic, genomic and genetic comparisons) И не только наблюдался, но и успешно воспроизводился в лаборатории (гуглим Synthetic polyploids of Tragopogon miscellus and T. mirus (Asteraceae): 60 Years after Ownbey's discovery) В данном примере не потребовались ни миллионы, ни тысячи лет, этот сальтационный механизм генерирует новые виды сверхбыстро, в предельном случае за одно единственное половое поколение. Потому у видов, возникших таким путём, нет и не может быть никаких переходных форм. Что касается эволюции "по Гулду", то другой комментатор уже указал на известную сложность. Вероятность попасть в палеолетопись помимо прочего находится в прямой зависимости от времени существования таксона и численности его представителей. Так что находки переходных форм при гулдовской эволюции тоже особо не ожидаются. А что касается эволюции "по Дарвину", то есть медленного преобразования морфо-физиологических характеристик в течение десятков миллионов лет, то примеры известны каждому внимательному школьнику: цепочки переходных форм в эволюции китообразных, на которых видно всё - и медленную редукцию задних конечностей и медленный переезд ноздрей на макушку. Или тот же пример эволюции слуховой системы млекопитающих, прослеженный достаточно основательно по найденным переходным формам. В общем, невежество и поразительная неосведомлённость критиков эволюции просто поражает.
Evgeny
24.02.2024
-
1
+
А разве змеи разнообразны? Просто ползающая веревка
    Михаил
    24.02.2024
    -
    1
    +
    Evgeny, змей несколько тысяч разных видов. По сравнению с всего одним видом лысых обезьян змеи крайне разнообразны.
    +
      ещё комментарии
      Evgeny
      24.02.2024
      -
      0
      +
      Михаил, это несомненно так. Однако, сравнивая с удивительным внешним разнообразием, например, рыб или насекомых, змеи выглядит в общем похожими друг на друга.
        Сергей
        24.02.2024
        -
        1
        +
        Evgeny, рыбы - это несколько классов типа хордовых, насекомые - класс членистоногих, змеи же всего лишь подотряд класса пресмыкающихся отряда чешуйчатые. Неудивительно, что при таком сравнении они кажутся однообразными.

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: