Исследователи из Китайской академии наук и Института палеонтологии и палеоантропологии позвоночных выявили, что на эволюцию биологического разнообразия птиц повлияли, главным образом, длительные климатические изменения и мел-палеогеновое вымирание (около 66 млн лет назад).
В процессе исследования доктор Чжан Чи и доктор Сюй Син вместе с помощниками воссоздали макроэволюционную модель биоразнообразия птиц в единой эволюционной структуре. При этом они объединили данные молекулярной филогенетики кроновых птиц и сведения об окаменелостях стволовых птиц, нептичьих целурозавров.
Молекулярная филогенетика базируется на изучении ДНК, РНК и белков. Это позволяет ученым установить родственные связи между живыми организмами и составить филогенетическое дерево. Понятия кроновой и стволовой группы используются в таксономии. Существует общий предок – тотальная группа, которую ученые разделяют на две подгруппы. В кроновую входят все потомки общего предка, ныне живущие, а в стволовую – все исчезнувшие формы.
Этапы увеличения видового разнообразия
Исследование показало, что в истории эволюции птиц можно выделить три крупномасштабных события, во время которых их биологическое разнообразие существенно увеличилось. Первый этап роста охватывает период 165-135 млн лет назад. Он связан с быстрой морфологической эволюцией – изменением двигательных систем у ранних стволовых птиц. Они начали заселять новые территории, адаптироваться и проникать в несвойственное им экопространство.
Второй этап роста биоразнообразия происходил 90-60 млн лет назад и уже существенно отличался от первого причинами и последствиями. Так, у кроновых птиц произошла быстрая эволюция черепного скелета. Вероятно, это случилось из-за увеличения количества и разнообразия пищи, перемен в пищевом поведении самих птиц.
Третий этап изучен специалистами меньше остальных. Известно, что он произошел 40-45 млн лет назад. В его пользу говорят найденные окаменелости и молекулярные данные, однако количественные подтверждения пока не удалось собрать.
Влияние температуры и мел-палеогенового события
По словам доктора Сюй, быстрое увеличение видового разнообразия птиц наверняка связано с многочисленными факторами. Однако в целом прослеживается некая тенденция: эволюция видов менялась в соответствии с изменениями температурного режима на планете. На иллюстрации ниже видна отрицательная корреляция – при снижении температурной кривой, увеличивалось биоразнообразие птиц и наоборот.
Не менее важную роль в этом процессе сыграло мел-палеогеновое вымирание, которое является одним из 5 похожих событий. Его причина окончательно не установлена. Самой распространенной версией ученых является падения на Землю небесного тела, которое образовало кратер Чикшулуб на п-ове Юкатан. Рассматривается и множество других, земных и внеземных гипотез.
Ключевая особенность данного события состоит в том, что исчезли нептичьи виды динозавров, птерозавры, множество морских животных. Общая статистика гласит о снижении видового разнообразия сухопутных позвоночных на 18% и морских животных на 16%. Однако это стало причиной резкого скачка в эволюции птиц и млекопитающих.
