Чему «живые буры» могут научить нас об эволюции

Луиза Лернер

17 февраля 2023 г.

Есть много способов зарабатывать на жизнь, будучи моллюском, но, вероятно, один из самых странных — это быть «живым сверлом». Некоторые виды моллюсков способны пробивать твердую скалу или бетон, создавая нору в веществе, которое тверже, чем их собственные раковины.

Однако, изучая этих моллюсков, ученые заметили кое-что странное в их эволюционных закономерностях. Когда организм проникает в новую нишу, это часто приводит к появлению новых видов; но даже несмотря на то, что «живые буровые коронки» неоднократно развивались на протяжении истории, они, похоже, никогда не процветали. Ученые подозревают, что это не единственный пример, и он может иметь значение для нашего понимания эволюции в целом.

Исследование Дэвида Яблонски, Уильяма Р. Кенана-младшего, заслуженного профессора геофизических наук Чикагского университета, вместе со Стюартом Эди из Смитсоновского института и Кэти Коллинз из Музея естественной истории в Лондоне, было опубликовано в Интернете в журнале Труды Королевского общества Б.

Ученые каталогизировали около 200 видов моллюсков, способных вгрызаться в твердые поверхности. Некоторых привлекают коралловые рифы или лес (что создавало проблемы для военно-морских сил на протяжении всей истории), но другие стремятся к твердым скалам.

Некоторые моллюски выделяют химические вещества, которые закапываются в древесину, кораллы или мягкий известняк. Но более твердый камень, такой как гранит, требует другого подхода. Эти моллюски обычно начинаются с небольшой трещины или расщелины, когда только что поселились личинки, и медленно прокладывают себе путь внутрь, упираясь телом в один край и поднимая панцирь, чтобы откалывать кусочки камня по мере роста. Некоторые даже задерживают в скорлупе кусочки камня или твердых минералов, увеличивая степень истирания, которую они могут вызвать. Конечным результатом является нора, которая противостоит волновой турбулентности и большинству хищников.

В течение многих лет лаборатория Яблонски изучала двустворчатых моллюсков (категория, в которую входят все моллюски, такие как гребешки, мидии и моллюски) как способ понять эволюцию видов с течением времени, открывая подсказки о силах, которые с течением времени формируют тела и образ жизни. .

Для этого исследования он работал с Эди и Коллинзом, чтобы каталогизировать все известные виды и окаменелости этих «скучных» моллюсков.

Адаптация развивалась независимо как минимум восемь раз; Коллинз и Эди провели 3D-сканирование 75 видов, произошедших от всех восьми, а также 310 видов тех же линий, но ведущих более традиционный образ жизни двустворчатых моллюсков, и выследили самых старых ископаемых представителей этих линий.

Первое, что удивило ученых, это то, что эти бурильщики имеют самые разнообразные формы раковин: от длинных трубок до сфер, «похожих на маленькие мячики для гольфа с панцирем», сказала Эди. «Удивительно, что они не все сходятся к какому-то единому оптимальному дизайну».

Ученые также заметили кое-что странное в закономерностях эволюции. Образ жизни бурила наблюдается на протяжении почти всего периода истории двустворчатых моллюсков — первые бурильщики появились почти 450 миллионов лет назад, — но ни один вид никогда не вылетал впоследствии.

«Вместо этого они имеют тенденцию возникать, а затем исчезать или, по крайней мере, каждый раз никогда не делают ничего особенного с точки зрения разнообразия», — сказал Яблонски.

Обычно, объяснил Яблонски, когда у организма появляются какие-то новые преимущества, количество видов имеет тенденцию резко возрастать, иногда взрывным образом. «Птицы развивают полет и, так сказать, взлетают», — сказал он. «Мы думаем, что этот процесс приводит к большей части эволюционного разнообразия, которое мы видим вокруг нас».

Но с моллюсками этого не происходит.

«В этом смысле скучность — это тупик, а иногда даже эволюционный провал», — сказала Эди. «Он привлекает эволюционные линии, но они не проявляют особой склонности к диверсификации, оказавшись там».

Это озадачило учёных. «Очевидно, что существует краткосрочное эволюционное преимущество, иначе оно не эволюционировало бы так много раз в таких широко разделенных линиях», — сказал Коллинз.