Биологи Джон Уинс из Университета Аризоны и Даниэль Моэн из Университета Калифорнии в Риверсайде раскрыли ключевой механизм эволюции, показав, что более 80% видов на Земле появились в результате стремительных «взрывов» видового разнообразия. Их исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Ecology and Evolution 20 августа 2025 года, объясняет, почему эволюционное «древо жизни» так неравномерно.

Неравномерное древо жизни

Ещё в XX веке британский биолог Джон Холдейн шутил, что если у Бога и есть любимое творение, то это жуки, на долю которых приходится почти половина всех известных насекомых. Учёные давно заметили, что некоторые группы организмов включают тысячи близкородственных видов, в то время как другие остаются редкими. Но является ли это универсальным правилом? Уинс и Моэн дали ответ, проанализировав данные о 2 миллионах видов — от растений и насекомых до позвоночных и всех животных в целом.

Исследователи изучили 2,5 тысячи семейств и десятки крупных таксонов, оценив богатство видов, их возраст и темпы видообразования. Результаты показали, что независимо от уровня анализа — царств, типов или семейств — более 80% современных видов принадлежат группам с аномально высокими темпами роста разнообразия. Это явление учёные называют эволюционной радиацией — периодом быстрого появления новых видов за относительно короткое время.

Примеры эволюционных взрывов

Ключевые события в истории жизни на Земле подтверждают этот вывод. Например:

  • 50 миллионов лет назад: Способность к активному полёту позволила летучим мышам быстро занять новые экологические ниши, что привело к взрывному росту их видового разнообразия.
  • Появление цветков: Развитие цветков и опыления насекомыми около 130 миллионов лет назад вызвало бурное распространение покрытосеменных растений, которые сегодня доминируют в растительном мире.
  • Галапагосские вьюрки: Около 2,5 миллиона лет назад изоляция на островах Галапагос привела к появлению множества видов вьюрков, описанных Чарльзом Дарвином, каждый из которых адаптировался к своей экологической нише.

«Ключевыми „ускорителями“ таких радиаций становятся крупные эволюционные новшества: многоклеточность, освоение суши, переход на растительную диету у членистоногих, а у растений — цветки и специализированное опыление», — поясняют авторы исследования.

Что ускоряет эволюцию?

Эволюционные «взрывы» происходят, когда организмы обретают новшества, открывающие доступ к новым ресурсам или средам обитания. Среди таких новшеств:

  • Многоклеточность: Появление многоклеточных организмов около 610 миллионов лет назад в эдиакарском периоде заложило основу для кембрийского взрыва, когда возникли предки большинства современных типов животных.
  • Освоение суши: Около 500 миллионов лет назад растения и грибы начали колонизировать сушу, за ними последовали членистоногие, что привело к появлению новых видов.
  • Цветки и опыление: Эволюция цветков и симбиоз с насекомыми-опылителями, начавшиеся в меловом периоде, обеспечили быстрое распространение покрытосеменных растений.
  • Растительная диета: Переход некоторых членистоногих на питание растениями способствовал их диверсификации, как в случае с насекомыми, которые сегодня составляют большинство видов животных.

Эти новшества позволили группам организмов быстро адаптироваться к новым условиям, занимая свободные экологические ниши и порождая множество видов.

Загадка бактерий

Выводы исследования касаются только известных видов, которых насчитывается около 2 миллионов. Однако с бактериями ситуация сложнее: описано лишь около 10 тысяч их видов, но реальное разнообразие может достигать миллионов или даже триллионов. Если это так, бактерии, несмотря на их медленные темпы эволюции, могут быть доминирующей ветвью «древа жизни».

«Ученые отмечают, что их выводы касаются только известных видов. С бактериями все сложнее: описано лишь около 10 тыс. их видов, но реальное разнообразие может достигать миллионов или даже триллионов. Если так, то именно бактерии с их низкими темпами эволюции могут оказаться доминирующей ветвью „древа жизни“, что перевернет всю картину», — говорится в исследовании.

Это открытие ставит под вопрос традиционное представление об эволюции, где доминирующими считаются группы с высокой скоростью видообразования, такие как насекомые или покрытосеменные растения.

Значение исследования

Работа Уинса и Моэна подтверждает, что эволюция на Земле не была равномерной. Периоды стремительного видообразования, вызванные ключевыми новшествами, сформировали большую часть современного биоразнообразия. Это объясняет, почему некоторые группы, такие как жуки или цветковые растения, включают тысячи видов, в то время как другие остаются малочисленными.

Исследование также подчёркивает важность экологических и эволюционных факторов в формировании «древа жизни». Оно открывает путь к новым вопросам, например, о том, как бактерии, несмотря на их потенциальное разнообразие, остаются менее изученными, и могут ли они изменить наше понимание эволюции.

Вкратце…

Биологи впервые показали, что более 80% видов на Земле возникли в результате эволюционных «взрывов», вызванных крупными новшествами, такими как многоклеточность, освоение суши или появление цветков. Анализ 2 миллионов видов выявил неравномерность «древа жизни», где меньшинство групп с высокой скоростью видообразования доминирует. Однако бактерии, чьё разнообразие может достигать триллионов видов, ставят под сомнение эту картину. Исследование, опубликованное в Frontiers in Ecology and Evolution, открывает новые горизонты для понимания эволюции и подчёркивает сложность процессов, сформировавших жизнь на Земле.