Когда далёкие с точки зрения биологической систематики виды приспосабливаются к одним и тем же условиям жизни, у них часто формируются похожие признаки на уровне физиологии и анатомии. Специалисты называют этот процесс термином конвергенция и могут извлечь из его изучения немало далеко идущих выводов в самых разных областях.
Так, команда экологов во главе с Эриком Пьянка (Eric Pianka) и Лори Виттом (Laurie Vitt) задумала перевернуть классическое представление о понятии "экологическая ниша", попутно составив периодическую таблицу этих самых ниш (наподобие знаменитой периодической таблицы химических элементов). В результате исследователям удалось доказать, что существует новый уровень ограничения вариантов эволюционного развития живых организмов. Но обо всём по порядку.
Долгое время экологи описывали экологические ниши, как если бы они были свойственны отдельным видам (каждому своя). Но тогда напрашивается вопрос, сколько же их может быть? Например, хамелеоны маскируются для жизни на деревьях и питания насекомыми, а их соседи по подотряду жабовидные ящерицы – это обитатели пустынь, которые живут в земле и поглощают муравьёв, и так далее. Эрик Пьянка давно заподозрил, что здесь имеют место некие ограничения числа экологических ниш, то есть в природе может существовать лишь определённый их набор.
Чтобы проверить своё предположение, эколог вместе со своими коллегами взялся за анализ информации о жизни упомянутых выше ящериц, собранной ими за полвека полевых работ на всех континентах.
Всего в поле зрения учёных попало 134 вида этих пресмыкающихся. Для каждого из них было досконально исследовано более 50 особенностей ниш, относящихся к пяти основным параметрам — типу среды обитания, предпочитаемой диете, процессу развития организма, обмену веществ и способу защиты от хищников. После этого исследователи погрузились в пучину математических расчётов и трёхмерных моделей.
Снова и снова они выявляли генетически далёкие виды ящериц со сходными чертами, которые независимо эволюционировали, чтобы заполнить похожие ниши. Шаблоны всё время воспроизводились, то есть австралийские пустынные ящерицы решают свои проблемы точно так же, как их африканские и американские довольно дальние родственники.
Авторы исследования делают вывод, что ящерицы не могут занять неограниченное количество ниш, они вынуждены вести строго определённый образ жизни, чтобы оставаться ящерицами. Именно поэтому не существует морских ящериц (игуаны не в счёт, у них своя отдельная история) или ящериц, которые ведут себя как слоны. Учёные считают, что именно этот фактор и удерживает живых существ в рамках одного подотряда, как в исследованном случае, или, по крайней мере, вносит весьма существенный вклад в это.
Сейчас полным ходом идёт работа над "таблицей ниш". Учёные надеются с её помощью предсказывать, сколько разных видов животных может сосуществовать в той или иной экосистеме. Если же по окончании работы в таблице обнаружатся пустые места, то это будет означать, что какие-то виды исчезли настолько недавно, что новые ещё не успели заполнить вакантные позиции. Создание этого инструмента будет невероятно полезно не только для экологии, но и, например, для отслеживания влияния климатических изменений на различные сообщества животных, добавляет Пьянка и коллеги.
Кстати, ящерицы пленяют не только экологов, но и других учёных. В частности, физики просто без ума от способности гекконов удерживаться на самых гладких поверхностях, а вдохновленные этими существами химики пытаются создать новые сверхлипкие материалы.
