На протяжении тысячелетий люди восхищались, казалось бы, безграничным разнообразием и разнообразием животных, населяющих Землю. На данный момент биологи описали и каталогизировали около 1,5 миллиона видов животных, и многие думают, что это число может быть затмевается количеством видов, все еще ожидающих открытия.Все виды животных делятся примерно на 30 типов, но эти типы сильно различаются по количеству содержащихся в них видов: от одного вида до более 1,2 миллиона в случае насекомых и их родственников.
У животных невероятно разнообразны формы тела и образ жизни, в том числе неподвижные морские губки, похожие на растения, у которых отсутствуют головы, глаза, конечности и сложные органы, паразитические черви, обитающие внутри других организмов (например, нематоды, платигельминты), и типы с глаза, скелеты, конечности и сложные органы, доминирующие на суше с точки зрения количества видов (членистоногие) и размеров тела (хордовые).Среди этого великолепного множества форм жизни один вопрос оставался столь же неуловимым, сколь и очевидным: почему некоторые группы на эволюционном древе животных разветвлялись в головокружительную чащу видов, в то время как другие разделились на небольшую горстку и назвали это день?С самого начала своей дисциплины биологи пытались найти и понять закономерности, лежащие в основе видового разнообразия. Другими словами, каков рецепт, который позволяет типу диверсифицироваться на множество видов или, говоря словами эволюционных биологов, быть «успешным»?
Фундаментальная, но нерешенная проблема заключается в том, связана ли основная биология этих типов с численностью их видов. Например, позволяет ли наличие головы, конечностей и глаз некоторым группам быть более успешными и, следовательно, иметь большее количество видов?В новом исследовании Тереза ??Джезкова и Джон Винс, оба из отдела экологии и эволюционной биологии Университета Аризоны, помогли решить эту проблему. Они собрали базу данных из 18 черт, включая черты, связанные с анатомией, воспроизводством и экологией.
Затем они проверили, как каждая черта связана с количеством видов в каждом типе, и насколько быстро виды в каждом типе размножаются с течением времени (диверсификация). Результаты опубликованы в журнале American Naturalist.
Jezkova и Wiens обнаружили, что только три признака объясняют наибольшую вариативность в разнообразии и количестве видов между типами: наиболее успешные типы имеют скелет (внутренний или внешний), живут на суше (а не в океане) и паразитируют на других организмах. Другие черты, в том числе те, которые могут показаться более драматичными, на удивление мало повлияли на диверсификацию и количество видов: эволюционные достижения, такие как наличие головы, конечностей и сложных систем органов кровообращения и пищеварения, не кажутся основными элементами эволюции. «платье для успеха».«Паразитизм не коррелирует ни с одной из других черт, поэтому кажется, что он имеет сильное влияние само по себе», — сказал Винс.Он объяснил, что когда вид-хозяин разделяется на два вида, он уносит с собой популяции паразитов.
«У вас может быть несколько видов паразитов, живущих внутри одного и того же хозяина, — сказал он, — например, может быть десять видов нематод в одном виде хозяина, и если этот вид хозяина разделится на два, существует 20 видов нематод. . Так что это действительно увеличивает разнообразие ».Исследователи использовали статистический метод, называемый множественным регрессионным анализом, чтобы выяснить, является ли такая черта, как паразитический образ жизни, вероятным фактором диверсификации видов.«Мы тестировали все эти уникальные черты индивидуально, — пояснил Винс, — например, наличие головы, наличие глаз, место обитания видов в типе, независимо от того, размножаются ли они половым или бесполым путем, независимо от того, претерпевают ли они метаморфоз или нет; и от что мы выбрали шесть черт, каждая из которых имеет сильный эффект сам по себе.
Затем мы загрузили эти шесть черт в модель множественной регрессии. И затем мы спросили: «Какая комбинация черт объясняет наибольшее разнообразие без включения каких-либо ненужных переменных?» — и отсюда мы могли бы сократить его до трех ключевых переменных ».Авторы отмечают, что анализ не делает никаких предположений относительно летописи окаменелостей, что не является истинным отражением биоразнообразия прошлого, поскольку не выявляет наиболее мягкотелых животных или черт, таких как паразитический образ жизни.«Мы хотели знать, чем объясняется структура разнообразия видов, которые мы видим сегодня», — сказал Винс. «Кто победители, а кто проигравшие?»
По словам Винса, морское биоразнообразие находится под угрозой из-за деятельности человека, такой как подкисление в результате выбросов углерода, что создает серьезную угрозу для многих морских животных."Многие уникальные продукты эволюции животных живут только в океанах и могут быть легко потеряны, поэтому группы, которые выжили в течение сотен миллионов лет, могут исчезнуть в течение нашей жизни, что ужасно.
Многие из типов животных, которые проиграли с точки зрения количество современных видов, как правило, находится в океане, и из-за деятельности человека они могут полностью исчезнуть ».Исследование также предполагает, что антропогенное вымирание может нанести тяжелый урон биоразнообразию Земли из-за эффекта вторичных исчезновений, объяснил Винс.
«Когда вид вымирает, все связанные с ним виды, которые живут в нем или на нем, также могут исчезнуть».