Как безногие ящерицы превратились в змей более 100 миллионов лет назад

Более 100 миллионов лет назад, до начала эволюции змей, мир был совершенно иным и изобиловал формами жизни, которые сегодня кажутся нам чуждыми.

Среди этих древних существ предки современных змей были всего лишь маленькими ящерицами, незаметно перемещавшимися по жизни под колоссальной тенью динозавров.

Однако это скромное начало стало прелюдией к одной из самых захватывающих историй эволюции о трансформации и диверсификации.

Эволюционный скачок от этих скромных ящериц к безногим, очень ловким хищникам, которых мы сегодня знаем как змей, был просто впечатляющим.

Скольжение к успеху: Рассвет эволюции змей

Благодаря ряду замечательных адаптаций, таких как безногие тела, приспособленные к скольжению, продвинутые химические системы обнаружения для отслеживания добычи и гибкие черепа для поглощения крупной добычи, змеи заняли свою нишу в мире природы.

Эти эволюционные инновации заложили основу для значительной диверсификации, в результате которой змеи стали процветать в эпоху после динозавров, осваивая новые экологические ниши, возникшие после катастрофического удара астероида, уничтожившего три четверти растительных и животных видов Земли.

Но что послужило катализатором этой беспрецедентной адаптивной радиации, в результате которой появилось почти 4 000 видов змей, что делает их одним из беспрецедентных примеров успеха эволюции?

Разгадка разнообразия: Скорость эволюции змей

Увлекательное генетическое и диетологическое исследование, проведенное международной группой биологов из Мичиганского университета, дает убедительный ответ: поразительная скорость эволюции змей.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Science, змеи эволюционировали в три раза быстрее, чем ящерицы.

Эта быстрая эволюция, включающая значительные изменения в признаках, связанных с питанием, локомоцией и сенсорной обработкой, позволила змеям занять экологические роли и добывать виды, недоступные другим рептилиям.

"По сути, это исследование о том, что делает змею эволюционным победителем", - заявил Дэниел Рабоски, биолог-эволюционист из Мичиганского университета и старший автор исследования.

Рабоски подчеркнул, что змеи эволюционировали быстрее ящериц в нескольких ключевых областях, что позволило им использовать возможности, которые оставались недоступными для других ящериц.

Он также подчеркнул адаптивную доблесть змей, отметив их универсальность, гибкость и способность специализироваться на добыче, которую не могут добыть другие группы.

Это эволюционное преимущество змей объясняется их более быстрым и, возможно, более совершенным процессом адаптации по сравнению с другими рептилиями.

"Мы обнаружили, что змеи эволюционировали быстрее ящериц в некоторых важных аспектах, и эта скорость эволюции позволила им воспользоваться новыми возможностями, которые не смогли использовать другие ящерицы", - сказал Рабоски.

Создание эволюционного древа змей

Чтобы прийти к таким выводам, исследователи построили самое большое и наиболее полное на сегодняшний день эволюционное древо змей и ящериц.

Для этого были секвенированы частичные геномы почти 1 000 видов и проанализирован огромный массив данных о рационе этих рептилий, включающий записи содержимого желудков десятков тысяч сохранившихся музейных образцов.

Используя сложные математические и статистические модели, а также значительные вычислительные ресурсы, команда скрупулезно проанализировала эволюционные траектории змей и ящериц.

Этот анализ пролил свет на уникальный путь, пройденный змеями, включая развитие бесконечностей, которое, хотя и не является исключительным для змей, привело к уровню диверсификации, не сравнимому ни с одной другой группой безконечностных рептилий.

Эволюционный скачок от ног к отсутствию ног

Однако не все безногие рептилии достигли такого же уровня эволюционного успеха, как змеи. Возьмем, к примеру, австралийского безногого геккона, который, несмотря на некоторые физические черты змей, не претерпел значительной диверсификации.

Это несоответствие подчеркивает уникальный аспект змей: их беспрецедентную эволюционную гибкость и экологическое разнообразие.

"Выделяющимся аспектом змей является их экологическое разнообразие: норовят

под землей, живут в пресной воде, океане и практически во всех мыслимых местах обитания на суше", - говорит Александр Пайрон, соавтор исследования и доцент биологии в Университете Джорджа Вашингтона.

"Хотя некоторые ящерицы делают некоторые из этих вещей - а ящериц гораздо больше, чем змей, - в большинстве мест обитания змей гораздо больше".