Змиите: Еволюционните експерти на планетата Земя

О ткакто са се появили за първи път през епохата на динозаврите, змиите "пишат" историята на еволюционния успех, плъзвайки се до почти всяко кътче на Земята - от океаните до върховете на дърветата. Ново изследване описва подробно как тези безкраки влечуги, които са еволюирали от четирикраки гущери, са получили предимство пред конкуренцията, предаде Ройтерс. 

Учените са създали цялостно еволюционно дърво на змиите и гущерите с помощта на геномни данни, обхващащи около 1000 вида. Същевременно те са прегледали фосилните сведения и са събрали данни за храненето на змиите, анатомията на черепа, репродуктивната биология и географския ареал.

Study shows how snakes got an evolutionary leg up on the competition https://t.co/eTBpeSgHBB pic.twitter.com/2GE5FnWX5W

— Reuters (@Reuters) February 22, 2024

Изследователите са установили, че змиите са преживели "бум" на иновации в началото на своята история и са еволюирали с вероятно три до пет пъти по-бързи темпове в сравнение със своите братовчеди гущерите.

"Това е все едно гущерите да се движат във времето с еволюционен мотопед или картинг, а змиите да са "Ламборгини" V12. Гущерите пътуват с градския автобус. Змиите се возят на еволюционния влак-стрела", казва еволюционният биолог от Мичиганския университет Даниъл Рабоски, водещ автор на изследването, публикувано в сп. "Сайънс". 

Змиите са се появили преди около 120 милиона години. Ранните змии са имали рудиментарни крайници, като най-старата известна напълно безкрака змия е живяла преди около 85 милиона години, според еволюционния биолог от университета "Джордж Вашингтон" и съавтор на изследването Александър Пайрън.

Ранните змии променят анатомията си по важни начини, най-вече за да се превърнат във високоспециализирани хищници, показва изследването. Черепите им стават изключително гъвкави, за да могат по-добре да улавят и поглъщат плячка. Змиите придобиват впечатляваща система за откриване на плячката, като обонянието им или хеморецепцията, се усъвършенства. Някои от тях развиват способността за инфрачервено зрение, по същество превръщайки се в сензори за топлина. Други стават отровни.

Изследователите са събрали голям набор от данни за хранителния режим на змиите и гущерите, включително ценна информация за съдържанието на стомаха на мъртви екземпляри от музейни колекции.

"Гущерите обикновено се хранят с насекоми, паяци и подобни неща, понякога с растения. Змиите са наистина екстремни специалисти по хранене и обикновено ядат гръбначни животни или странни, трудни за ядене безгръбначни. Когато змиите се хранят с безгръбначни, те често поглъщат опасни неща като отровни стоножки и скорпиони, слузести вредни охлюви или плужеци", казва Рабоски.

Различни групи гущери с течение на времето са станали безкраки, но никога не са преживели същия еволюционен просперитет като змиите.

Snake evolution led to tremendous diversity and innovative predation with lasting ecosystem impacts - an excellent article on new research from @MarcEHJones and others, written by @JamesAshworth98 https://t.co/AQ2cgG71mo

— Natural History Museum Science (@NHM_Science) February 23, 2024

"Змиите са много различни от другите гущери, които нямат крака. Повечето такива гущери се ровят в пясъка или почвата, или може би пълзят в тревата. Змиите правят всичко - от дълбоко гмуркане в кораловите рифове в океана до свръхбързо катерене по дърветата и всичко между тях", допълва Рабоски.

Избликът на еволюционни иновации при змиите настъпва преди около 90-110 милиона години и отново по различно време след сблъсъка с астероид преди 66 милиона години, който обрича динозаврите на гибел, обяснява Пайрън.

Според учените змиите са били много добри в иновациите - в бързото развитие на нови черти, и са успели да се възползват от екологичните възможности, които са се появили, като например когато масовото изчезване преди 66 милиона години унищожава много други видове.

Най-малките от съществуващите змии са тесноустите, които са дълги около 10 сантиметра. Най-дълъг е мрежестият питон - около 6 метра. Най-голямата известна изчезнала змия е титанобоа, чиято дължина е била около 13 метра.

Учените отбелязват още, че екологичното разнообразие на 3900-те съществуващи вида змии е огромно.

Някои хора се страхуват и мразят змиите, но не и авторите на настоящото изследване. "Всичко в тях е очарователно - от начина, по който се движат, до начина, по който взаимодействат с останалите екосистеми. Те са красиви, грациозни и в повечето случаи безвредни", казва Пайрън.