Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

"Элементы": новости науки

Подписаться Бесплатная «Золотая» новостная рассылка . Подписчиков 13.001 RSS
←   Сентябрь 2006   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
07.09.2006
13:35:24
16:22:12
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
19.09.2006
12:50:05
13:29:28
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://elementy.ru
Открыта: 09-05-2006

Автор
Редакция сайта "Элементы"

Статистика

13.001 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Эволюция на островах идет быстрее


«Хронология далекого прошлого»

Хронология далекого прошлого

18 тысяч лет назад...
330 миллионов лет назад...
Откуда берутся эти цифры? Насколько им можно доверять?

Статья доктора биологических наук Александра Маркова открывает на «Элементах» раздел Методология науки

Эволюция на островах идет быстрее

14.09.2006

Гигантский варан, обитающий на островах Комодо, Ринджа, Падар и Флорес (Индонезия), — один из самых известных случаев «островного гигантизма» (фото с сайта www.elalmanaque.com)
Гигантский варан, обитающий на островах Комодо, Ринджа, Падар и Флорес (Индонезия), — один из самых известных случаев «островного гигантизма» (фото с сайта www.elalmanaque.com)

Анализ большого массива палеонтологических данных позволил канадской исследовательнице показать, что обитатели изолированных островов эволюционируют в среднем быстрее, чем их континентальные родичи. Это предполагалось давно, но надежные статистические подтверждения данной закономерности удалось получить впервые.

Еще со времен Дарвина, исследовавшего галапагосских вьюрков, удаленные острова считаются своеобразными «эволюционными лабораториями», в которых виды претерпевают очень быстрые и порой весьма причудливые эволюционные изменения. В частности, известно, что крупные животные, попав в изолированные и обедненные островные экосистемы, часто мельчают, а мелкие, наоборот, достигают гигантских размеров, причем в ряде случаев на это требуется совсем немного времени. Однако до сих пор представления об ускоренной эволюции на островах не имели строгого количественного обоснования, а отдельные факты и вовсе им противоречили: например, ископаемому сицилийскому слону Elephas falconeri, рост которого был менее метра, а масса (100 кг) составляла лишь 1% от массы его континентального предка, потребовалось очень много времени (около 300 тысяч лет), чтобы так измельчать.

Чтобы точно измерить темпы эволюционных изменений на островах и сравнить их с аналогичными данными по материковым популяциям, необходимо было собрать весьма значительный объем палеонтологических данных, причем весь материал должен был быть очень точно датирован. К настоящему времени палеонтология уже накопила достаточно данных для такого анализа, что и позволило Вирджинии Миллиен (Virginie Millien) из Университета Макгилла (Канада) получить строгое статистическое подтверждение давно подмеченной закономерности.

Миллиен обработала данные по 86 островным и 84 континентальным популяциям млекопитающих, относящихся к 88 видам и 14 отрядам. Для каждой популяции была подсчитана скорость эволюционных изменений одного или нескольких размерных признаков (от 1 до 57 признаков для каждой популяции, в среднем 5,06 признака на популяцию) в течение определенного интервала времени (от 20 до 12 000 000 лет, средняя величина интервала — 462 тысячи лет). Использовались только линейные признаки (длина черепа, отдельных костей, зубов и т. д.). Скорость эволюции оценивалась в общепринятых единицах — дарвинах. Вычислялась она по формуле (Log x2 — Log x1)/Δt, где x1 и x2 — средние значения признака в начале и в конце временного интервала, Δt — длительность ! интервала в млн лет.

Выяснилось, что морфологическая эволюция на островах действительно идет быстрее, однако этот эффект заметен лишь на временных интервалах менее 45 тысяч лет. При увеличении Δt выше этого порога различия между островными и континентальными популяциями становятся статистически незначимыми.

Выявленные различия, как выяснилось, нельзя объяснить разным таксономическим составом островной и континентальной биоты (то есть тем, что на островах некоторые группы млекопитающих встречаются чаще, чем на континенте, и наоборот). Оказалось, что темпы эволюции не являются «филогенетически консервативными». Например, виды, эволюционировавшие на континенте медленнее других, вовсе не обязательно будут продолжать вести себя сходным образом и на изолированном острове.

По-видимому, млекопитающие, попавшие на удаленные острова, очень быстро приспосабливаются к новым условиям, что порой сопровождается разительными изменениями размеров тела и морфологии. Из-за высокой скорости этих изменений в большинстве случаев палеонтологам не удается обнаружить переходных форм между островными эндемиками и их континентальными предками. После этого относительно короткого периода быстрой адаптации темп эволюции островных животных, как правило, замедляется (поэтому не удалось выявить различий в темпах эволюции на временных интервалах свыше 45 тысяч лет).

Автор предполагает, что фрагментация естественных местообитаний (в том числе и в результате деятельности человека) может ставить животных в условия, аналогичные попаданию на изолированные острова. В этом случае можно ожидать резкого ускорения эволюционных изменений по «островному» сценарию. Реальность таких явлений подтверждается фактами (например, было показано резкое ускорение эволюционных изменений размеров тела за последние 200 лет у 25 видов млекопитающих в Дании, что связывают с фрагментацией местообитаний).

Полученные результаты показывают, что многие виды континентальных млекопитающих, по-видимому, потенциально способны к очень быстрым эволюционным преобразованиям. Темп эволюции может возрасти в три и более раза всего за пару десятилетий. Получается, что в условиях растущей антропогенной нагрузки на природные экосистемы многие привычные нам животные могут начать изменяться самым неожиданным образом.

Данная работа очень важна с теоретической точки зрения, прежде всего как пример строгого статистического обоснования некоего давно подмеченного, но остававшегося недоказанным эволюционного закона.

В заключение отметим, что под «темпом эволюции» в данной работе подразумевалась скорость изменения отдельных морфологических признаков, таких как размер тела или длина зубов, то есть, по существу, преобразования не слишком глубокие. Не следует путать эту величину с темпом прогрессивной эволюции, или морфофизиологического прогресса. Прогрессивные эволюционные преобразования, приводящие к появлению новых групп организмов и освоению новых адаптивных зон, наоборот, значительно чаще происходят на больших массивах суши, чем на малых.

Источник: Millien V. (2006). Morphological Evolution Is Accelerated among Island Mammals. PLoS Biol 4 (10): e321.

Александр Марков

Эта новость на «Элементах»
 

Публичные лекции фонда «Династия» на «Элементах»

Лауреат Нобелевской премии по физике 2004 года Дэвид Гросс. «Грядущие революции в фундаментальной физике».

Академик Владимир Игоревич Арнольд. «Сложность конечных последовательностей нулей и единиц и геометрия конечных функциональных пространств» (лекция опубликована в двух вариантах — популярном и математическом).

Дэвид Гросс: «Держу пари, что суперсимметрия будет открыта». Эксклюзивное интервью «Элементам».

Научно-популярная библиотека на «Элементах»

В. Н. Тутубалин и др. Математическое моделирование в экологии: Историко-методологический анализ.

Книга о реальной эффективности применения математических моделей в экологии и других науках, о «колодках мышления» и о чернобыльской катастрофе.

Предыдущие новости

13.09 Как сделать отличниками афроамериканцев

По мнению психологов из Йельского и Стэнфордского университетов, плохая успеваемость афроамериканских школьников в большой степени обусловлена их низкой самооценкой, навязанной им стереотипным отношением окружающих. Даже небольшое вмешательство, направленное на увеличение самооценки, может сократить разрыв успеваемости между черными и белыми учениками на 40%.

12.09 Если нет кислорода, можно дышать нитратами

Фораминиферы — донные морские одноклеточные организмы, строящие изящные раковинки, — могут, подобно некоторым бактериям, использовать для дыхания вместо кислорода нитраты, восстанавливая их до молекулярного азота. Поскольку фораминиферы — существа многочисленные, их роль в круговороте азота может оказаться весьма существенной.

12.09 «Хаббл» обнаружил то ли перепланету, то ли недозвезду

Все 200 известных на сегодня экзопланет были открыты косвенными способами, поскольку яркий свет центральной звезды «поглощает» свет и без того слабых ее спутников. Однако космическому телескопу «Хаббл» повезло. Он получил прямое изображение самого слабого спутника далекой звезды. Правда, о том, планета это или нет, астрономы спорят до сих пор.

12.09 Молекулярные антираковые механизмы способствуют старению

Ген p16INK4a, защищающий организм млекопитающих от рака, играет весьма важную роль в процессах клеточного старения. Белок, кодируемый этим геном, нарушает цикл клеточного деления и тем самым переводит клетки в состояние одряхления. Результаты экспериментов, подтверждающих этот вывод, опубликованы на сайте журнала Nature.

11.09 Небольшие телескопы способны на многое

В историю астрономии вошло еще одно значимое открытие. У далекой звезды обнаружили планету при помощи скромного телескопа, диаметр объектива которого составляет всего 10 сантиметров! Невероятное по любительским меркам открытие стало возможным благодаря современным цифровым технологиям и автоматизированной наблюдательной сети.

11.09 Таяние вечной мерзлоты ведет к выбросу в атмосферу миллионов тонн метана

Российский эколог Сергей Зимов и его коллеги из США установили, что в результате таяния вечной мерзлоты на севере Сибири в атмосферу ежегодно поступает около 4 млн тонн метана. Этот парниковый газ образуется в результате разложения плейстоценовой органики, которая была «законсервирована» в вечной мерзлоте свыше 30 тысяч лет назад.

11.09 Грядет великая перепись черных дыр

Местонахождение черной дыры можно косвенно определить по излучению падающего на нее вещества. Однако гамма-всплески далеких источников «заглушает» фоновое гамма-излучение. Откалибровав приборы космической обсерватории «Интеграл» с учетом уровня гамма-фона, астрономы создали себе все условия для проведения переписи черных дыр в наблюдаемой Вселенной.

08.09 Споры вокруг «хоббитов» с острова Флорес не стихают

Международная группа ученых опубликовала в одном из самых уважаемых научных журналов новые аргументы в пользу того, что пресловутые «хоббиты» с острова Флорес в действительности были низкорослыми людьми современного типа. Однако разрешить затянувшийся спор смогут только новые археологические находки.

08.09 SMART-1 спрятал концы в лунную пыль

Естественный спутник Земли принял в свои объятия рукотворный аппарат SMART-1, который в течение полутора лет пристально вглядывался в поверхность Луны. З сентября 2006 года, сойдя со своей рабочей орбиты, он врезался в лунный грунт со скоростью 2 км/сек и создал воронку (кратер) размером от 3 до 10 метров.
В избранное