Хищник – добыча: эволюционная «гонка вооружений» полмиллиарда лет назад

Кембрийский период в истории существования земной биосферы начался примерно 540 млн лет назад. Он часто упоминается в контексте так называемого кембрийского взрыва, когда за короткий по меркам геологии период на планете появились многочисленные предшественники практически всех современных типов животных, от моллюсков и членистоногих до хордовых, давших начало позвоночным животным.

Быстрое увеличение разнообразия и численности организмов в раннем кембрии часто связывают с распространением хищничества, что закономерно – отношения «хищник–жертва» являются важнейшими двигателями эволюции на уровне вида. Хищники и жертвы эволюционируют сопряженно, и в этой эволюционной «гонке вооружений» добыча старается выработать приспособления, чтобы избежать шанса быть съеденной, а охотник – чтобы добыть достаточное количество пищи. Так обороняющийся старается обзавестись все более толстой броней, а нападающий – более эффективным оружием.

Что касается такой «гонки вооружений» в кембрии, то несмотря на обилие обнаруженных окаменелостей, свидетельствующих о хищничестве уже на раннем этапе этого периода, материальных доказательств адаптивных реакций со стороны жертв не было найдено.

И вот сейчас такие доказательства появились. Ученые из Австралии изучили взаимодействия «хищник – жертва», происходившие около 517 млн лет в районе современной Южной Австралии. В качестве добычи в них участвовало небольшое морское беспозвоночное, принадлежащее к типу брахиопод – раннекембрийский вид Lapworthella fasciculata из группы томмотид, мягкое тело которых было покрыто множеством мелких склеритов (броневых пластин). Останки этой брони обнаруживаются в виде фосфатных микрофоссилий в погребенных породах. Хищником было неизвестное животное, предположительно, моллюск или червь, способное нарушать целостность защитного панциря из склеритов.

Ученые исследовали под сканирующим электронным микроскопом большую выборку образцов склеритов L. fasciculata, размер которых варьировался от песчинки до яблочного зернышка. Примерно в 200 из них были обнаружены отверстия, вероятно, проделанные хищником. 

Оценив геологический возраст образцов, исследователи обнаружили, что толщина стенок раковин росла параллельно с увеличением числа перфорированных раковин. Это говорит о наличии типичной гонки вооружений, когда добыча укрепляла панцирь, а хищник наращивал способность проникать через него.

Результаты этой работы – первое свидетельство, что хищничество могло быть ключевым фактором в формировании ранних экосистем и что в относительно короткие сроки «простая» борьба за выживание может стать двигателем значимых эволюционных изменений.