Межвидовая конкуренция гомининов привела к парадоксу в эволюции линии Homo

Исследования, впервые показавшие, что межвидовая конкуренция среди гомининов привела на протяжении пяти миллионов лет эволюции к возрастанию скорости появления новых видов, что противоречит эволюционным тенденциям позвоночных, провели ученые-антропологи Кембриджского университета в Клэр-колледже, 17 апреля сообщает пресс-служба университета.

Такое явление «почти не имеет аналогов в эволюционной науке», — заявила ведущий исследователь доктор Лаура ван Гольштейн.

Ответственным за появление и исчезновение отдельных видов гомининов традиционно признавалось изменение климата. При этом также хорошо известно, что у большинства позвоночных межвидовая конкуренция играет в этом важную роль.

В основном у позвоночных формирование видов происходит для заполнения экологических «ниш», поясняет ван Гольштейн, напоминая о зябликах Дарвина на Галапагосских островах: на некоторых островах у этих птичек развились большие клювы, способные раскалывать орехи, тогда как на других жил другой вид с маленькими клювами, которыми было удобно ловить определенные виды насекомых.

В природе при заполнении каждой ресурсной ниши начинается конкуренция за пищу, новые виды зябликов не появляются, берет верх вымирание.

Чтобы показать, что большинство видов гомининов, как и других позвоночных, сформировалось, когда конкуренция за ресурсы или пространство была низкой, Ван Гольштейн использовала байесовское моделирование и филогенетический анализ:

«Модель, которую мы наблюдаем у многих ранних гомининов, аналогична закономерностям у всех других млекопитающих. Скорость видообразования увеличивается, а затем стабилизируется, после чего начинают увеличиваться темпы вымирания. Это говорит о том, что тогда межвидовая конкуренция была основным эволюционным фактором».

Далее ван Гольштейн проанализировала уже нашу собственную группу Homo, которая привела к появлению современных людей, и получила «странные» результаты.

Выявленные закономерности эволюции наших непосредственных предков показывают, что конкуренция между видами привела к появлению еще большего количества новых видов — что противоречит общей тенденции видообразования позвоночных.

Ближайший аналог в природе, который ей удалось найти, это формирование видов жуков, живущих на островах, где из-за замкнутости экосистемы могут возникать необычные эволюционные тенденции.

«Схемы эволюции, которые мы наблюдаем у видов Homo, которые непосредственно привели к современному человеку, ближе к закономерностям эволюции островных жуков, чем у других приматов или даже любого другого млекопитающего», — отмечает исследовательница.

Для проведения исследования ван Гольштейн создала новую базу данных с учетом последних открытий новых видов гомининов, таких как Australopithecus sediba, открытый в 2008 году в ЮАР или Homo floresiensis, обнаруженный на индонезийском острове Флорес 2 сентября 2003 года.

Всего в базе летописи окаменелостей гомининов у ван Гольштейн 385 описаний и датирований образцов окаменелостей видов Homo. Ученая понимала, что находки окаменелостей могут быть ненадежным показателем продолжительности жизни видов. «Самое раннее ископаемое, которое мы найдем, не будет самым ранним представителем вида», — указала она.

«Насколько хорошо сохраняются окаменелости организма, зависит от геологии и климатических условий: жарко, сухо или влажно. Поскольку исследовательские усилия сосредоточены в определенных частях мира, в результате мы вполне могли пропустить более молодые или старые окаменелости вида».

Поэтому антрополог использовала моделирование данных для решения этой проблемы и учитывала вероятную численность каждого вида в начале и в конце их существования, а также факторы окружающей среды, влияющие на сохранность окаменелостей, чтобы определить даты начала и конца существования для большинства известных видов гомининов (17 в общей сложности).

Она обнаружила, что некоторые виды, которые, как считается, развились посредством «анагенеза» — когда один вид медленно трансформируется в другой, но родословная не разделяется — возможно, на самом деле «почковались», то есть новый вид ответвлялся от уже существующего, и они продолжали сосуществовать вместе.

Например, считалось, что вид гомининов Australopithecus afarensis произошел в результате анагенеза от Australopithecus anamensis. Однако моделирование данных, проведенное исследователями, предполагает, что они сосуществовали примерно полмиллиона лет. Вероятно, что также сосуществовали, конкурируя друг с другом, еще несколько видов гомининов.

Исследователи из Кембриджа предполагают, что ранние виды гомининов, например, парантропы, эволюционировали физиологически — для расширения своей ниши адаптировали зубы для питания новыми видами пищи. Однако в нашем собственном роде Homo движущей силой эволюции видов могли быть технологии.

«Применение каменных орудий, огня или интенсивных методов охоты — это чрезвычайно гибкое поведение. Вид, который может их использовать, может быстро занять новые ниши, и ему не нужно выживать в течение длительного периода времени, развивая новые структуры тела», — пояснила ван Гольштейн.

И именно способностью пользоваться технологическими приемами для выхода за пределы экологических ниш, в то время как другим видам приходится конкурировать за среду обитания и ресурсы, можно объяснить экспоненциальное увеличение числа видов Homo, которое выявлено в последнем исследовании.

Но эта же способность в конце концов привела к появлению Homo sapiens — чрезвычайно гибких универсалов, способных существовать почти в каждой экологической нише, что, возможно, способствовало исчезновению всех других видов Homo.

Результаты исследования были представлены в статье «Зависимое от разнообразия видообразование и вымирание гоминидов», опубликованной в журнале Nature Ecology & Evolution.