Большинство известных видов возникло в результате «взрывов» разнообразия

Автор: Pixabay/CC0 Public Domain

Британский эволюционный биолог Дж. Б. С. Холдейн как-то пошутил, что у любого божественного существа, очевидно, была «чрезмерная любовь к жукам». Эта шутка передавала важную истину: «древо жизни» — генеалогическое древо всех видов, ныне живущих или вымерших — очень неравномерно.

В одних местах оно напоминает густые заросли коротких веточек, в других — лишь редкие, но длинные ветви. Немногие группы имеют тенденцию доминировать: как отмечал Холдейн, более 40% ныне живущих насекомых — это жуки, 60% птиц — воробьинообразные, а более 85% растений — покрытосеменные (цветковые).

Но является ли такая концентрация видов в рамках нескольких исключительно крупных групп универсальным феноменом жизни на Земле? Этот вопрос, важный для нашего понимания эволюции и экологии, долгое время был предметом споров среди биологов. Но до недавнего времени на него было трудно ответить из-за нашего слабого знания о количестве существующих видов, их эволюционных связях и возрасте каждой группы.

Но теперь ученые из США наконец дали ответ, опубликованный в журнале Frontiers in Ecology and Evolution.

«Здесь мы впервые показываем, что большинство живых видов действительно принадлежит к ограниченному числу быстрых радиаций: то есть они образуют группы со многими видами, которые эволюционировали за относительно короткий период времени», — сказал доктор Джон Дж. Винс, профессор Университета Аризоны.

«Конкретно, если мы посмотрим среди царств жизни, среди типов животных и среди типов растений, мы обнаружим в каждом случае, что более 80% известных видов принадлежат к меньшинству групп с исключительно высокими темпами видообразования».

Винс и его соавтор доктор Дэниел Моэн, доцент Калифорнийского университета в Риверсайде, проанализировали распределение видового богатства и темпов диверсификации по кладам — группам видов, каждый из которых произошел от одного предка, таким как типы, классы или семейства.

На переднем крае

Они сделали это для наземных растений, насекомых, позвоночных, для всех животных и для всех видов жизни в целом. Они проанализировали данные о видовом богатстве каждой клады, её возрасте и расчетной скорости диверсификации: то есть накопления новых видов с течением времени.

Они сосредоточились на 10 типах, 140 отрядах и 678 семействах наземных растений, которые вместе охватывают более 300 000 видов; 31 отряде и 870 семействах насекомых, включающих более миллиона известных видов; 12 классах позвоночных, охватывающих более 66 000 видов; и 28 типах и 1710 семействах животных с более чем 1,5 миллиона видов. Наконец, они проанализировали 17 царств и 2545 семейств по всей жизни, включая более 2 миллионов видов.

Результаты были ясными и последовательными: независимо от иерархического уровня или группы организмов, большинство ныне живущих видов оказалось ограничено несколькими непропорционально крупными кладами с более высокими, чем в среднем, темпами диверсификации.

Считается, что «быстрые радиации» видов происходят, когда открывается новая экологическая ниша: например, когда стайка вьюрковых расселилась из Центральной Америки на девственную территорию Галапагосских островов примерно 2,5 миллиона лет назад, чтобы диверсифицироваться в знаменитых дарвиновых вьюрков; или когда эволюционное новшество, такое как машущий полет, спровоцировало радиацию летучих мышей 50 миллионов лет назад.

Видеть лес за деревьями

«Наши результаты подразумевают, что большая часть разнообразия жизни объясняется такими относительно быстрыми радиациями. Мы также предлагаем ключевые черты, которые могут объяснить эти быстрые радиации, основываясь на наших результатах и результатах более ранних исследований», — сказал Винс.

«Эти черты включают многоклеточность у растений, животных и грибов среди царств жизни; выход на сушу и переход на растительную диету у членистоногих среди типов животных; и появление цветков и опыление насекомыми у покрытосеменных растений среди типов растений», — сказал Винс.

Однако одно «известное неизвестное» остается: распределение видов в царстве бактерий. Науке известно примерно 10 000 видов бактерий, но текущие оценки истинного числа варьируются от миллионов до триллионов. Однако происхождение бактерий датируется 3,5 миллиардами лет назад, поэтому общая скорость диверсификации среди них на самом деле довольно низкая.

«Если фактическое бактериальное богатство действительно намного выше, чем описанное богатство для других групп, то клада с низкими темпами диверсификации [а именно бактерии] содержала бы большинство видов по всей жизни — это резко контрастировало бы с нашими результатами. Поэтому мы предупреждаем, что наши результаты применимы в первую очередь к известному видовому разнообразию», — пишут авторы.

Больше информации: Rapid Radiations Underlie Most of the Known Diversity of Life, Frontiers in Ecology and Evolution (2025). DOI: 10.3389/fevo.2025.1596591

Источник: Frontiers