Заметки о теоретической физике → 2014 → 11 → 17
Михаил Гойхман

Эволюция черепах

17 ноября 2014 года, 02:37

В ноябре 2008го года в статье 

Chun Li, Xiao-Chun Wu, Olivier Rieppel, Li-Ting Wang & Li-Jun Zhao  An ancestral turtle from the Late Triassic of southwestern China

было объявлено открытие ранее неизвестного вида черепах Odontochelys: ископаемое возраста 220 млн. лет. Это новое ископаемое оказалось древнее вида Proganochelys, который ранее являлся самым древним найденным ископаемым черепах. Odontochelys оказались старше Proganochelys на 15 млн. лет. Помимо этого, Proganochelys были сухопутными черепахами (tortoise), в то время как Odontochelys оказались водными черепахами (turtle). Кроме этого, Odontochelys не обладали верхней частью панциря, и были закрыты только снизу. Это открытие требовало пересмотра представления о том, как эволюционировали черепахи. Вот почему.

Жизнь произошла в воде. В процессе эволюции некоторые виды вышли на сушу. Одним из таких новых видов считались черепахи, к которым в том числе принадлежат сухопутные черепахи Proganochelys. До открытия Odontochelys, таким образом, считалось что черепахи как вид возникли на суше. В том числе, на суше полностью эволюционировал их панцирь. Кроме Proganochelys известно множество других видов ископаемых черепах, из разных периодов. Однако особенность всех этих ископаемых состоит в том, что они все ископаемые водных черепах. Сухопутные черепахи не встречаются вплоть до Testudinidae, к которым в том числе принадлежат современные живые черепахи.

Таким образом, складывается следующая картина. Черепахи возникли на суше. Впоследствии они вернулись обратно в воду. Те, которые остались на суше, вымерли. Предположительно, это объяснят отсутствие ископаемых сухопутных черепах, вплоть до Testudinidae, при наличии большого количества ископаемых водных черепах. В какой то момент в прошлом, какой то вид водных черепах расщепился, и часть черепах вернулась на сушу, дав начало виду Testudinidae современных сухопутных черепах. Часть черепах осталась в воде, дав начало современным водным черепахам. В данной картине черепахи представляют собой вид, который возник на суше, эволюционировал там до полностью развитого панциря, потом полностью вернулся в воду, а потом частично вышел на сушу, во второй раз.

Разумеется, открытый в 2008м году вид водных черепах Odontochelys, с частично развитым панцирем, и старше сухопутных черепах Proganochelys с полностью развитым панцирем, находится в конфликте с этой картиной. Ричард Докинз, в The Greatest Show on Earth, резюмирует три предложенных решения очевидного парадокса.

Первый, наименее радикальный вариант был предложен рецензентами статьи Робертом Райзем и Джейсоном Хэдем. Они предположили, что черепахи действительно возникли на суше, где и эволюционировал полностью их панцирь, как и считалось раньше. Допустим одним из древнейших видов таких сухопутных черепах принадлежал вид X. Впоследствии вид X эволюционировал и привел, в том числе, к известному сухопутному виду Proganochelys, который сохранил панцирь, и к к виду Odontochelys черепах, которые вернулись обратно в воду, и потеряли часть панциря. Подобная картина основана на предположении о том, что черепахам, которые вернулись в воду, не нужен был панцирь сверху. Для черепах, плавающих у поверхности воды, наибольшая угроза снизу: нет идущих по поверхности существ, которые могут напасть на черепаху сверху, и наибольшая опасность исходит от глубоководных рыб. Видимо, опасность от птиц была менее значимой чем «стоимость» выращивания панциря. Далее история развивается также как и считалось ранее. Потомки Proganochelys, которые остались на суше, вымерли, и остались (на некоторое время) только те их потомки, которые вернулись в воду. И т.д.

Второй вариант был предложен авторами статьи.  Они предположили, что черепахи появились в воде как вид Y. Первые черепахи произошли от видов, которые еще не выходили из воды на сушу. Odontochelys принадлежит к ближайшим водным потомкам вида Y. Таким образом, недоразвитость панциря Odontochelys интерпретируется не с точки зрения целесообразности полного панциря водных черепах, а просто как этап эволюции. Потомки Odontochelys вышли на сушу. Впоследствии сухопутные и морские черепахи завершили эволюцию панциря независимо. Из сухопутных черепахи в т.ч. возник вид Proganochelys. После Proganochelys история такая же, как и раньше.

Третий вариант был предложен Докинзом в The Greatest Show on Earth. Он состоит в следующем. Как и в первом варианте (Райз и Хэд) предположим, что черепахи возникли на суше, где они полностью эволюционировали свой панцирь. Пусть вид Z принадлежит к таким черепахам. Впоследствии предположим, что черепахи не могли выжить на земле, и вынуждены были вернуть в воду. Получившийся вид водных черепах назовем видом W. Впоследствии вид W дал начало виду Odontochelys, который потерял часть панциря за ненадобностью, и виду Proganochelys, который вернулся обратно на сушу, со своим полностью развитым панцирем.

Этот сценарий похож на вариант 1, однако есть существенная разница. И в варианте 1 (Райз и Хэд) и в варианте 3 (Докинз), черепахи возникли на суше. Однако в варианте 1 исходный вид сухопутных черепах X эволюционировал в вид Proganochelys сухопутных черепах, не исчезнув в суши. В то время как в варианте 3 исходный вид сухопутных черепах Z не мог выжить на суше. Он не связан непрерывно на суше с видом Proganochelys сухопутных черепах, между ними есть щель вымерших сухопутных черепах.

Эта конструкция Докинза, возможно, необоснованно сложна. Однако она подразумевает интереснейшее следствие, что черепахи относятся к виду, которые пришли на землю три раза! Сперва они возникли на суше как вид Z. Потом они ушли в воду, и вернулись на сушу, в том числе в виде Proganochelys. Потом они снова ушли в воду (помните большой пробел ископаемых сухопутных черепах после Proganochelys вплоть до современных Testudinidae). И, наконец, они вернулись на сушу, в т.ч. в виде Testudinidae.

Стоит оговорить что все это варианты, которые согласуется с теми ископаемыми, которые были открыты, и с представлениями об эволюции в тех или иных условиях. Разумеется нет никакой гарантии что гипотетические виды X, Y, Z или W (точнее, виды, наиболее родственные к ним), когда либо будут найдены. Отсутствие ископаемых гипотетических видов есть наиболее слабое возражение против любой эволюционной модели (если бы все ископаемые отсутствовали, теория эволюции не пострадала бы вообще). Однако находка новых видов может привести к пересмотру картины о том, как эволюционировали виды.

 

Ключевые слова: биология

Оставьте свой комментарий

Ваше имя:

Комментарий:

Формулы на латехе: $$f(x) = x^2-\sqrt{x}$$ превратится в $$f(x) = x^2-\sqrt{x}$$.
Для выделения используйте следующий код: [i]курсив[/i], [b]жирный[/b].
Цитату оформляйте так: [q = имя автора]цитата[/q] или [q]еще цитата[/q].
Ссылку начните с http://. Других команд или HTML-тегов здесь нет.

Сколько будет 70+6?