От карманных ящериц до драконов: как вараны помогают изучать эволюцию
Вараны — одни из древнейших существ, доживших до наших времен. Они видели еще динозавров. При этом, как и люди, сильно различаются в размерах. К примеру, комодские могут достигать в длину трех метров и весить 130 килограммов. Такое разнообразие делает этих ящериц по-настоящему уникальными и очень интересными для изучения, а еще многое говорит об эволюции в целом. Ученые решили на примере варанов проследить, как менялся животный мир на нашей планете.
Вараны — пожалуй, самая интересная для исследований группа рептилий. Они обитают в разных частях мира, включая Азию, Африку и Австралию, где играют жизненно важную роль в экосистеме. Большинство из них — умные и активные хищники.
Считается, что вараны произошли от группы маленьких подвижных ящериц, которые жили на деревьях. Со временем они превратились в крупных наземных хищников, способных охотиться и убивать добычу намного крупнее их самих. Речь идет о комодских варанах. Взрослая особь может достигать трех метров в длину вместе с полутораметровым хвостом, одним ударом которого может переломать ноги собаке.
Большинство варанов — активные хищники, они охотятся за ящерицами, змеями, разоряют гнезда птиц
Изображение: © Maria_Andreevna / Shutterstock / FOTODOM
Только не все вараны могут похвастаться такими размерами: длина большинства особей составляет метр, а еще существует группа миниатюрных австралийских варанов, самый маленький из которых — всего 20 см. То есть получается, что вараны бывают и карликовыми, и размером с «дракона».
Разница, к примеру, в размерах комодского и австралийского варанов такая же, как между человеком среднего роста и зданием высотой 40 метров. Такие же сильные различия в габаритах наблюдаются между молодыми и взрослыми особями одного и того же вида. Если бы детеныши людей за свою жизнь вырастали так же, как комодские вараны, взрослые люди весили бы больше двух тонн.
Убить дракона
Крупнейшие из современных ящериц — комодские драконы Varanus komodoensis. «Драконы» длиной до трех метров и массой более 130 килограммов являются доминирующими хищниками на Комодо и нескольких соседних небольших островах, иногда охотясь даже на буйволов. Из их крови удается выделить белки, которые могут стать альтернативой антибиотикам в борьбе с бактериальными инфекциями. Сейчас самая большая ящерица в мире признана вымирающим видом и находится под защитой Международного союза охраны природы.
Комодские драконы Изображение: © Sergey Uryadnikov / Shutterstock / FOTODOM
Огромные различия в размерах тела между видами и внутри них и тот факт, что мы можем проследить историческое развитие этих животных, делают варана идеальным кандидатом для исследований.
Правда, чтобы собрать материал для такой работы, нужно долго и кропотливо регистрировать морфологические данные большого количества особей разного возраста. Исследователь Карлос Х. Павон-Васкес пошел другим путем и обратился к коллекциям. Он объездил 11 музеев естественных наук в пяти странах и зафиксировал измерения тела, хвостов и голов, изучив более чем 1 600 экспонатов. Итогом этой работы стало исследование, посвященное эволюции варанов, которое, впрочем, рассказывает далеко не только о них. Вот теперь мы подошли к самому интересному.
Вараны и эволюция
Несколько месяцев Карлос Х. Павон-Васкес с коллегами обрабатывал и анализировал собранные данные. Ученые выяснили, что есть много вариаций того, как тело, конечности и голова варанов и близкородственных ящериц меняются по мере взросления. Например, у некоторых молодых особей более длинные хвосты, чем у их ровесников, которые относятся к другим видам. Эти удлиненные хвосты нужны им, чтобы лазать по деревьям. Кроме того, часто молодые представители разных видов более похожи друг на друга, чем зрелые. Вероятно, дело в том, что в юном возрасте вараны регулярно перемещаются по деревьям, а по мере взросления эту особенность сохраняют только некоторые виды, в то время как другие становятся наземными или полуводными.
Аллометрия — различие размера животного и пропорций его тела
Иллюстрация: © Springer Nature
Уникальные особенности варанов, такие как их мощные конечности и острые когти, эволюционировали, чтобы помочь им адаптироваться к условиям жизни и процветать в различных средах обитания. Они активно преследуют добычу, развивая скорость до 20 километров в час, при этом жертву они могут учуять на расстоянии нескольких километров. Ученые уже установили, что у варанов часть этих генов отличается от аналогов, которые есть в геноме иных рептилий. Это уникальные создания, которые хранили свою идентичность на протяжении 100 миллионов лет.
Исследователи также выяснили, что за дифференциацию варанов, то есть разделение по видам, и их форму отвечает такой процесс, как гетерохрония. Это значит, что они эволюционируют неравномерно, поэтому наблюдаются такие сильные различия в форме и росте между особями одного вида.
Varanus cumingi назван в честь английского естествоиспытателя Хью Каминга
Изображение: © Benjaminj88 / Shutterstock / FOTODOM
Вдобавок экологические факторы, такие как выбор среды обитания и конкуренция между видами, определяют индивидуальное развитие организма. Причем чем крупнее варан, тем медленнее происходят изменения в его генотипе. То есть размер может накладывать ограничения на эволюцию вида.
Еще предстоит проверить, применимы ли закономерности, которые ученые наблюдают у данной группы рептилий, к другим видам организмов. Это исследование может положить начало большой работе, которая позволит раскрыть главные тайны относительно роста разных видов живых организмов.
