Окно в экосистему ископаемого местонахождения Гейзельталь возрастом 47 млн лет: слева — малорослая лошадь-анцестор Propalaeotherium, в центре — древний тапир Lophiodon, на заднем плане — молодой сухопутный крокодил Bergisuchus. Credit: Márton Szabó
Исследователи открывают окно в эволюцию древних млекопитающих, используя окаменелости из Германии.
В бывшем угольном месторождении Гайзельталь в земле Саксония-Анхальт обнаружено большое количество исключительно хорошо сохранившихся ископаемых животных, что дает палеонтологам уникальную возможность взглянуть на эволюцию млекопитающих 47 млн. лет назад. Группа специалистов под руководством Тюбингенского университета и Университета Мартина Лютера Галле-Виттенберг (MLU) показала, что размеры тела двух видов млекопитающих развивались в противоположных направлениях. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.
47 млн. лет назад — в среднем эоцене — на Земле было гораздо теплее, и район Гейзельталя представлял собой болотистый субтропический лес, обитателями которого были предки лошади, древние тапиры, крупные наземные крокодилы, а также гигантские черепахи, ящерицы и наземные птицы. Находки из Гейзельталя настолько богаты, что позволяют исследователям получить беспрецедентную картину эволюционной динамики на уровне популяций с высоким разрешением.
Исключительно хорошо сохранившиеся скелеты древнего тапира Lophiodon (вверху) и предковой лошади Propalaeotherium (внизу) из среднеэоценового местонахождения Гайзельталь (Германия, Саксония-Анхальт). Credit: Oliver Wings/MLU
Группа специалистов под руководством д-ра Мартона Раби из Тюбингенского университета и Университета Мартина Лютера Галле-Виттенберг (MLU) показала, что размеры тела двух видов млекопитающих развивались в противоположных направлениях. Исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, было выполнено Симоном Рингом и профессором Эрве Бочеренсом из Сенкенбергского центра эволюции человека и палеоэкологии Тюбингенского университета в сотрудничестве с доктором Оливером Вингсом из MLU.
«Изначально нас интересовала эволюция древних лошадей, которые были размером с собаку породы лабрадор. Этих животных особенно много в гейзельтальских окаменелостях», — говорит Раби. Первоначально исследователи полагали, что перед ними несколько видов ранних лошадей. «Однако мы обнаружили, что здесь существовал только один вид, размер тела которого со временем значительно уменьшился», — поясняет Раби. Исследователи хотели проверить, было ли это изменение размеров тела вызвано климатическими факторами, поскольку в прошлом глобальное потепление вызывало уменьшение размеров тела у древних млекопитающих.
Изучение изотопов углерода и кислорода на ископаемых зубах позволило ученым получить информацию о местном климате среднего эоцена. «Они свидетельствуют о влажном тропическом климате. Однако мы не нашли никаких свидетельств климатических изменений в Гейзельтале за исследуемый период», — говорит Бочеренс. Для дальнейшей проверки полученных данных команда попыталась выяснить, является ли процесс карликовости уникальным для лошадей. Для сравнения они изучили эволюцию предка тапира под названием Lophiodon. «У нас были основания сомневаться в данных Гейзельталя о постоянном климате, поэтому мы ожидали, что у других млекопитающих будут наблюдаться те же тенденции изменения размеров тела, что и у лошадей», — объясняет Саймон Ринг. Удивительно, но тапиры — также один вид — показали противоположную тенденцию. Они не уменьшались, а увеличивались в размерах. В то время как предки лошади за миллион лет уменьшились со средней массы тела 39 кг (86 фунтов) до примерно 26 кг (57 фунтов), тапиры выросли со 124 кг (273 фунта) до средней массы тела 223 кг (492 фунта).
Различные стратегии выживания
«Все данные указывают на то, что размеры тела лошадей и тапиров развивались по-разному не из-за климата, а из-за разных жизненных циклов», — поясняет Бочерен. Мелкие животные размножаются быстрее и умирают раньше: Относительно своего размера им не нужно есть так много для поддержания массы тела, и они могут направить больше ресурсов на рождение потомства. Более крупные животные живут дольше и имеют более низкий уровень воспроизводства. Им приходится больше есть, и поэтому у них меньше ресурсов для воспроизводства, но, будучи крупными, они сталкиваются с меньшим количеством хищников и могут совершать более дальние перебежки, чтобы добывать более качественную пищу. Это продлевает их жизнь и дает им больше времени для размножения. Таким образом, гейзельтальские тапиры и лошади, вероятно, максимально использовали различные преимущества своих стратегий жизненного цикла, что и привело к дивергентной эволюции размеров тела.
Исключительные залежи окаменелостей
Местонахождение окаменелостей Гайзельталь расположено на востоке земли Саксония-Анхальт. В ходе открытой добычи бурого угля в период с 1933 по 1993 год здесь были обнаружены десятки тысяч ископаемых экземпляров более чем ста видов. Многие из них были предками современных позвоночных. «Гейзельталь — это такой же важный ископаемый объект, как и Мессельская яма под Дармштадтом, которая является объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО», — говорит д-р Раби. «Но поскольку во времена Восточной Германии коллекция Гейзельталя была труднодоступна, она как бы выпала из поля зрения».
Справка: «Divergent mammalian body size in a stable Eocene greenhouse climate» Simon J. Ring, Hervé Bocherens, Oliver Wings and Márton Rabi, 4 марта 2020 г., Scientific Reports . DOI: 10.1038/s41598-020-60379-7
