Ученые из Университета Кампинаса в Бразилии на деньги фонда FAPESP провели два новых исследования. Они выяснили, как хищники и их жертвы влияли друг на друга в далеком прошлом, и это проливает свет на две большие загадки: почему вымерли саблезубые тигры и куда пропали многочисленные виды вилорогих антилоп, от которых сегодня остался лишь один-единственный вид — вилорог.

В первом исследовании, которое опубликовали в издании Journal of Evolutionary Biology, ученые не стали строить догадки, а взяли данные. Они изучили базы окаменелостей, прикинули размеры древних животных и проанализировали, как менялся климат в Северной Америке и Евразии за последние 20 миллионов лет. Так они смогли восстановить ход эволюции и понять, какие взаимодействия между видами привели саблезубых кошек к гибели. Их длинные клыки говорят о том, что эти кошки были узкоспециализированными охотниками на крупную дичь.

Самая популярная гипотеза гласит, что саблезубые тигры исчезли потому, что вымерла мегафауна — мамонты, мастодонты и другие гиганты ледникового периода, — объясняет Жоау Насименто, ведущий автор работ. — Это случилось между 50 и 11 тысячами лет назад из-за изменений климата и деятельности человека. Хищники просто остались без своего главного пропитания. Однако наше исследование показывает, что процесс начался за миллионы лет до этого. История саблезубых кошек — это череда разных видов. Мы видим, что вымирание некоторых из них обычно совпадало по времени с периодами, когда разнообразие их потенциальных жертв было низким.

Вторая работа, вышедшая в журнале Evolution, показала обратную корреляцию. На этот раз рост разнообразия хищников привел к упадку травоядных — группы антилоп под названием антилокаприды.

Когда-то антилокаприды были хозяевами Северной Америки. Сегодня от всего их великолепия остался лишь один вид — вилорог, одно из самых быстрых животных на планете. Одно из двух подсемейств, Merycodontinae, вымерло около шести миллионов лет назад. Это совпало по времени с появлением хоботных — предков современных слонов, которые стали серьезными конкурентами в борьбе за лесные ресурсы.

Другое подсемейство, Antilocaprinae, начало сдавать позиции тоже около шести миллионов лет назад. И это как раз совпало с ростом разнообразия кошачьих. Например, появился американский гепард (Miracinonyx), который, как и его африканский собрат, был создан для скоростной погони. Ранее другие ученые предполагали, что именно давление со стороны этого хищника заставило вилорогов развить невероятную скорость. Новое исследование подтверждает эту догадку: кошачьи действительно могли стать причиной вымирания многих видов антилокаприд.

Ранее та же группа ученых выяснила, что гигантизм травоядных на Пиренейском полуострове 15 миллионов лет назад, наоборот, привел к вымиранию хищников. Нынешние же работы охватывают куда большие территории — целые континенты.

Главный вывод из этих работ в том, что взаимодействие хищника и жертвы реально влияет на глобальные эволюционные процессы, — говорит Матиас Пайрес, профессор, руководивший исследованием. — Об этом спорили десятилетиями, но у нас не было надежных данных. Теперь есть.

Обе работы стали возможны только благодаря огромным базам данных по окаменелостям Северной Америки и Евразии, которые находятся в открытом доступе. Там есть информация о размерах тела животных и их рационе. Ученые взяли эти данные и буквально нарисовали эволюционную историю множества групп крупных животных. Они смогли определить, когда те или иные виды появились и исчезли, и кто с кем соседствовал и взаимодействовал.

Вот как выглядела история саблезубых кошек: они появились 12 миллионов лет назад в Северной Америке и 14 — в Евразии. В самый пик их разнообразия на планете одновременно существовало восемь разных видов. Так продолжалось до шести миллионов лет назад, после чего их число стало сокращаться, стабилизировавшись на пяти видах. Окончательно они исчезли уже в голоцене, 11 700 лет назад.

Этот спад в их разнообразии совпал с серьезными переменами: климат стал суше, леса отступали, уступая место открытым саваннам. Это привело к росту числа жвачных животных, которые питаются травой. А вот любители листьев, которые прятались и кормились в лесах, оказались в проигрыше.

Мы не нашли прямой связи между этими переменами и сокращением числа саблезубых кошек, — уточняет Пайрес. — Но изменения среды косвенно на них повлияли, сократив количество доступных жертв.

Как раз от этих изменений сильно пострадали листоядные Merycodontinae. Они вымерли.

Их родственники, травоядные антилокаприны, какое-то время процветали, но и их численность пошла на убыль, когда на сцене появилось больше видов кошачьих.

Мы наглядно показываем, как рост числа хищников снижает доступность жертв, что в итоге бьет и по самим хищникам, — заключает Пайрес. — И все это на огромном, эволюционном масштабе времени. Это предупреждение о том, как наши действия сегодня, ведущие к вымиранию видов, могут изменить будущее.

Реальная польза этого исследования фундаментальна и лежит в области прогнозирования. Понимая, по каким законам развивались экосистемы в прошлом, мы можем строить более точные модели их поведения в будущем. Это не про динозавров, это про нас. Сейчас на планете происходит шестое массовое вымирание, и его движущая сила — человек. Мы одновременно и «новый климат», меняющий условия, и „новый хищник“, истребивший мегафауну, и „новый конкурент“ для тысяч видов.

Модели, показывающие, как исчезновение одного ключевого вида по цепочке приводит к коллапсу целых групп других, критически важны для природоохранной деятельности. Они помогают расставить приоритеты: защита каких видов может стабилизировать всю экосистему. Это своего рода экологическое страхование, позволяющее вложить ограниченные ресурсы в защиту самых уязвимых и важных «узлов» живой сети.

Основное замечание связано с ограничениями палеонтологической летописи. Она крайне неполна. Выводы исследования строятся на статистических корреляциях между датами вымираний одних групп и изменениями в других. Однако корреляция — не всегда причинно-следственная связь. Ученые делают обоснованные предположения о взаимодействии видов, но прямо доказать, что именно хищник A истребил жертву B, а не наоборот, или что их обоих погубил третий фактор C (например, болезнь или изменение растительности, о котором мы не знаем), — невозможно.

Реконструкция экологических взаимодействий по окаменелостям — это всегда в определенной степени умозрительное моделирование, основанное на интерпретации косвенных улик. Авторы исследования, безусловно, старались учесть все известные переменные, но нельзя исключить влияние иных, неизвестных или неучтенных сил.

Ранее ученые заявили, что саблезубые хищники не оставляли жертвам шанса.