47 миллионов лет назад – средний эоцен – Земля была намного теплее, а область Гейзельталь представляла собой заболоченный субтропический лес, среди жителей которого были предки лошадей, древние тапиры, крупные наземные крокодилы, а также гигантские черепахи, ящерицы и земля -жилые птицы. Находки Гейзельталя настолько богаты, что дают исследователям беспрецедентно высокую картину эволюционной динамики на уровне популяции.
Команда под руководством доктора Мартона Раби из Тюбингенского университета и Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге (MLU) показала, что размеры тела двух видов млекопитающих развивались в противоположных направлениях. Исследование, опубликованное в Scientific Reports, было проведено с Саймоном Рингом и профессором Эрве Бохеренсом из Центра эволюции человека и палеоокружения Зенкенберга и Тюбингенского университета в сотрудничестве с доктором Оливером Уингсом из MLU.
"Изначально нас интересовала эволюция древних лошадей, которые были размером с лабрадорскую собаку. Эти животные особенно многочисленны в летописи окаменелостей Гейзельталя, – говорит Раби.
Первоначально исследователи полагали, что у них было несколько видов ранних лошадей. «Однако мы обнаружили, что здесь был только один вид, размер тела которого со временем значительно уменьшился», – объясняет Лави. Команда хотела проверить, было ли это изменение размера тела вызвано климатом, поскольку прошлое глобальное потепление вызвало уменьшение размеров тела у древних млекопитающих.
Исследования изотопов углерода и кислорода на ископаемых зубах предоставили ученым информацию о местном климате среднего эоцена. "Они указывают на влажный тропический климат. Однако мы не нашли никаких доказательств климатических изменений в Гейзельтале за исследуемый период », – говорит Бохеренс.
Чтобы дополнительно проверить данные, команда стремилась выяснить, был ли процесс карликования уникальным для лошадей. Для сравнения они изучили эволюцию предка тапира по имени Лофиодон. «У нас была причина подвергнуть сомнению данные Geiseltal о постоянном климате; поэтому мы ожидали, что другие млекопитающие будут демонстрировать те же тенденции в размере тела, что и лошади», – объясняет Саймон Ринг. Удивительно, но тапиры – тоже единственный вид – выявили противоположную тенденцию.
Они выросли, а не уменьшились. В то время как предки лошади уменьшились со средней массы тела 39 килограммов до примерно 26 килограммов примерно за миллион лет, тапиры увеличились со 124 килограммов до средней массы тела 223 килограмма.
Разные 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», – объясняет Бохеренс.
Маленькие животные быстрее размножаются и умирают моложе: по сравнению с их размером им не нужно есть столько, чтобы поддерживать массу тела, и они могут тратить больше ресурсов на то, чтобы иметь потомство. Более крупные животные живут дольше и имеют более низкую скорость воспроизводства. Им приходится есть больше и, следовательно, у них меньше ресурсов для воспроизводства, но, будучи крупными, они сталкиваются с меньшим количеством хищников и могут располагаться дальше, чтобы получить лучшую пищу. Это продлевает их жизнь и дает им больше времени для размножения.
Таким образом, тапиры и лошади Гейзельталь, вероятно, максимально использовали различные преимущества своих соответствующих стратегий жизненного цикла, что привело к разнонаправленной эволюции размеров тела.
Исключительные ископаемые отложения
Останки окаменелостей Гейзельталь находятся в восточной части земли Саксония-Анхальт. В ходе открытой добычи бурого угля в период с 1933 по 1993 год здесь были обнаружены десятки тысяч ископаемых образцов более ста видов.
Многие были предками современных позвоночных. «Гайзельталь является таким же важным местом ископаемых останков, как яма Мессель недалеко от Дармштадта, который является объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО», – говорит доктор. Раби. "Но поскольку коллекция Гейзельталя была труднодоступна во времена Восточной Германии, она как бы исчезла с радаров."