Необычное новое исследование, проведенное учеными из Чикагского университета, показывает, что, хотя наземные птицы и морские двустворчатые моллюски – такие животные, как гребешки, мидии, моллюски и устрицы – также разделяют этот образец видового богатства в разных широтах, они прибывают туда довольно хорошо. иначе.
У птиц есть большое количество видов, которые населяют только узкую полосу широты в тропиках, и более широкие виды в регионах с умеренным климатом. Однако двустворчатые моллюски имеют самый широкий ареал в тропиках. Несмотря на это различие, в обеих группах более разнообразные эволюционные линии – те, которые содержат больше видов – имели наилучшие шансы произвести особей, которые могли бы пересечь границу тропического и умеренного климата, которая служит сильным барьером для многих видов.
Исследование, опубликованное 4 мая 2016 г. в Proceedings of the Royal Society B, является одним из первых в своем роде, в котором сравниваются столь разрозненные морские и наземные экосистемы, и показывается, что эволюционная и биогеографическая динамика, по-видимому, тесно связаны.
«Крайне необычно изучать действительно большой образец разнообразия как в морской, так и в наземной группе, используя одни и те же методы», – сказал палеонтолог Дэвид Яблонски, исследователь William R. Кенан-младший.
Заслуженный профессор геофизических наук в Калифорнийском университете в Чикаго. "Это сравнение показалось хорошим способом понять действительно общие правила работы биоразнообразия."
Исследование было совместным усилием Яблонски, изучающего крупномасштабные закономерности эволюции морской жизни, и биолога Тревора Прайса, профессора кафедры экологии и эволюции, изучающего видообразование и пространственные закономерности у птиц.
Яблонски, Прайс, студенты и постдоки в соответствующих лабораториях, а также датский коллега и его студент собрали более 60000 записей о встречаемости морских двустворчатых моллюсков и 2.7 миллионов записей птиц.
После нормализации и анализа данных они обнаружили, что на уровне родословных и птицы, и двустворчатые моллюски поначалу, казалось, следовали паттерну, известному как правило Рапопорта. Правило Рапопорта, введенное аргентинским экологом Эдуардо Рапопортом в 1975 году, гласит, что широтные ареалы животных, как правило, меньше в тропиках и больше в более высоких широтах.
Правило Рапопорта справедливо при рассмотрении среднего размера ареала в тропиках или высоких широтах, но исследователи обнаружили более сложное базовое распределение размеров ареала. Обе группы животных демонстрировали гнездовой паттерн распределения: узкие ветви, сосредоточенные в тропиках, и широкие линии, простирающиеся от тропиков до более высоких широт.
"Это было сложно", – сказал Яблонски. «Мы не могли просто взять среднее значение на каждой широте, нам нужно было посмотреть на всю картину, чтобы увидеть, что происходит."
Диверсификация видов, казалось, привела к расширению родословной к новым широтам через резкий климатический разрыв между тропической и умеренной зонами.
Многие линии, по-видимому, ограничиваются одной климатической зоной, но более разнообразные линии в обеих группах с большей вероятностью распространяются из одной климатической зоны в другую.
"Вы можете возразить, что это похоже на лотерею, и чем больше у вас билетов, тем больше у вас шансов выиграть.
Чем больше видов вы создадите, тем вероятнее, что у одного из них будет правильная комбинация черт, которая позволит ему пересечь границу тропического и умеренного климата », – сказал Яблонски. "Это наводит на мысль о важном общем правиле того, как родословные расширяют свои ареалы с течением времени, даже несмотря на основные климатические барьеры."
Исследование является продуктом Комитета по эволюционной биологии Калифорнийского университета в Чикаго (CEB), уникальной программы для аспирантов, которая дает аспирантам возможность сотрудничать с отделами биологических, физических, социальных и гуманитарных наук университета, а также с внешними учреждениями, включая Аргонн. Национальная лаборатория, зоопарк Брукфилда, ботанический сад Чикаго, музей Филд, зоопарк Линкольн-парка и дендрарий Мортон.
Яблонски сказал, что CEB дает возможность обойти традиционные академические структуры и сотрудничать по дисциплинам для изучения широких вопросов биоразнообразия и многих других областей.
«Действительно важно сделать шаг назад и собрать несколько групп, чтобы увидеть, что у нас общего», – сказал он. «Этот проект казался отличным способом выйти за рамки специфики отдельных систем и по-настоящему углубиться в реальные общие положения, чтобы попытаться понять, как устроен мир."