Пятьсот тридцать миллионов лет назад число и разнообразие жизненных форм на Земле распространились. Этот так называемый кембрийский взрыв сохранил Чарльза Дарвина, отца развития, не спящего ночью, поскольку он волновался, что его теория естественного отбора не могла объяснить внезапное быстрое увеличение разновидностей. Теперь, исследователи объединили доказательства учета окаменелости с подсказками в генах живущих разновидностей для оценки скорости того эволюционного взрыва. Их открытие — что уровень изменения был высок, но все еще вероятен — может поместить страхи Дарвина покоиться.
Рассвет кембрийского периода делит две совсем других Земли. В одном примитивные, главным образом одноклеточные существа “сидели на грязи и сделали очень мало”, говорит эволюционный биолог Мэтью Виллс из университета Ванны в Соединенном Королевстве.
В другом, жизненные формы, столь разнообразные, как наша современная фауна бродила по планете. Резкое появление этих существ в учете окаменелости “дало Дарвину головную боль”, говорит Виллс, и критики развития утверждали, что дерево жизни не могло возможно произвести столько отделений и иметь такую разновидность фруктов так быстро.Некоторые ученые объяснили эту дилемму путем утверждения, что учет окаменелости обманчив.
Возможно, они размышляли, первые представители современных групп животных появились задолго до кембрийского периода, но имели крошечные, мягкие органы, что не было легко сохранено как окаменелости. Но на основе доказательств окаменелости, большинство палеонтологов полагает, что «плавкий предохранитель» на взрыве, должно быть, был короток с новыми жизненными формами, распространяющимися только несколько десятков миллионов лет перед кембрийским периодом.
Как быстро разновидности должны были бы развиться для сжатия во всех этих новых разработках? “Никто фактически не попытался определить количество, как быстро ставки были”, говорит Майкл Ли, эволюционный биолог в университете Аделаиды в Австралии и Южном австралийском Музее, приведшем новое исследование. “Они просто буквально взяли слово Дарвина, что они, должно быть, были довольно быстры”.Таким образом, Ли и коллеги оценили, что скорость путем изучения развития членистоногих — самый разнообразный филум Земли, включающий насекомых, ракообразных и паукообразных. Они смотрели на как изменения, развитые и в генетическом коде и в анатомии членистоногих, сравнивая 62 различных гена и 395 физических черт. Для любых двух отделений членистоногой родословной — сороконожек и кивсяков, например — они выбрали важные физические различия и разновидности в генетической последовательности в современных экземплярах.
Затем использование доказательств окаменелости делает запись о том, как быстро два отделения отличались, группа, рассчитанная примерно, как быстро генетические и анатомические различия, должно быть, появлялись для каждого происхождения в течение долгого времени.Они нашли, что, когда некоторые ранние отделения членистоногой родословной откалывались, существа развивали новые черты приблизительно в четыре раза быстрее, чем они сделали за следующие 500 миллионов лет.
Генетические коды существ изменяли приблизительно на.117% каждый миллион лет — приблизительно в 5.5 раз быстрее, чем современные оценки, сообщает группа онлайн сегодня в Текущей Биологии. Ли называет этот темп “быстро, но не слишком быстро” для урегулирования с теорией Дарвина.Эта объединенная модель для генов и анатомии представляет “настоящий шаг вперед”, говорится в Завещаниях. Результаты не только показывают, что эволюционные часы, помеченные намного быстрее примерно во время кембрия, но также и, намекают на то, что, возможно, ускорило его.
Факт, что гены и анатомия, развитая при примерно том же уровне, предполагают, что давления, чтобы адаптироваться и остаться в живых в мире новых, сложных хищников вели обоих, авторы, размышляет. Инновации, такие как экзоскелеты, видение и челюсти создали новые ниши и развитие, ускоренное для заполнения их.
Завещания соглашаются, что новое исследование заставляет это объяснение кембрийского взрыва “выглядеть намного более вероятным теперь”.Другие предостерегают, что такой анализ находится в своем младенчестве. “Это – превосходный первый шаг”, говорит Дуглас Эрвин, палеонтолог в Смитсоновском институте в Вашингтоне, округ Колумбия, но точные скорости эволюции в исследовании не могли бы быть надежными. Он указывает, что, в то время как исследование использует данные об окаменелости для определения, когда данное членистоногое отделение появилось, оно не включает известные характеристики этих потухших предков в его сравнениях физических черт, вовлекающих только живущих существ.Некоторые предположения, которые авторы делают в оценке этих дат появления, также проблематичны, говорит Филип Доногу, палеобиолог в Бристольском университете в Соединенном Королевстве.
Но он верит будущим итерациям этого подхода — соединяющиеся черты окаменелости в анализ — приведут к мощному новому инструменту: “Все холодные дети будут делать его скоро”.