Господство кошек и собак в Европе объяснили изменениями климата

Современные кошки, собаки, медведи и куньи относятся к большой эволюционной ветви Carnivoramorpha, которая включает и вымерших родственников. В начале кайнозоя эта группа не сразу заняла господствующее положение. После исчезновения нептичьих динозавров существовало несколько независимо возникших групп плотоядных млекопитающих, среди которых были, например, гиенодонты — вымершая ветвь гиен. Уже в эоцене среди них появились крупные хищники, стоявшие на вершине пищевых цепей.

Конкуренция или климат?

Долгое время смену господствующей группы объясняли конкуренцией. Зубы ранних родственников кошек и собак сочетали режущие и дробящие элементы, что позволяло им питаться разнообразной пищей. Предполагалось, что это преимущество помогло им вытеснить гиенодонтов. Однако эта гипотеза в основном опиралась на данные из Северной Америки.

Международная группа палеонтологов решила проверить, насколько эта модель применима к Европе. Они оценили число видов и размеры животных, поскольку масса тела напрямую связана с экологической ролью хищника: от нее зависят энергетические потребности, доступная добыча и положение в пищевой сети. Результаты исследования опубликованы в журнале Biology Letters.

Данные по 155 видам

Исследователи собрали оценки для 155 европейских видов животных, существовавших на протяжении почти всего палеогена, от 57 до 23 миллионов лет назад. Размеры животных реконструировали по остаткам зубов. Виды распределили по хронологическим интервалам, для которых рассчитали массу, диапазон размеров и различия между сообществами. Анализ учитывал родство видов и неопределенность датировок, что позволило смоделировать тысячу вариантов эволюционного дерева.

Динамику размеров сопоставили с видовым разнообразием и глобальной температурной летописью. Результаты сравнили с данными по Северной Америке.

Выяснилось, что ключевой сдвиг произошел после среднеэоценового климатического оптимума — потепления примерно 40 миллионов лет назад. Сразу после него и гиенодонты, и Carnivoramorpha в среднем стали крупнее. Группы заняли новые экологические ниши, что в итоге сделало первых менее конкурентоспособными. Несколько миллионов лет они еще сохраняли выживаемость и даже видовое разнообразие.

Однако приблизительно 34 миллиона лет назад глобальное похолодание и рост антарктического оледенения изменили климат Европы. Леса отступали, условия становились суше и сезоннее, а между Европой и Азией расширились пути расселения животных. Значительная часть фауны исчезла, разнообразие гиенодонтов упало, из Азии пришли новые хищные.

В итоге главные конкуренты современных млекопитающих превзошли по массе всех визави, приблизившись к 100 килограммам, где потеряли видовое разнообразие и перестали быть конкурентоспособными, тогда как Carnivoramorpha сохранили прежний размер. Такой сценарий необычен, поскольку увеличение массы не дало животным преимущества. Если бы более универсальные зубы давали Carnivoramorpha возможность оставаться конкурентоспособными, рост их размеров должен был совпасть с быстрым упадком гиенодонтов. В Европе первая группа расширилась после потепления, а вторая резко сдала позиции только после последующего похолодания.

Исследователи считают, что климатическая перестройка неожиданно открыла экологические возможности, тогда как конкуренция, действовавшая внутри заданных условий, могла бы дать совершенно иной результат.