Гипотеза оборота-импульса , сформулированная палеонтологом Элизабет Врба , предполагает, что крупные изменения климата или экосистемы часто приводят к периоду быстрого вымирания и высокой текучести новых видов («импульс») в нескольких различных родословных . Изменения могут включать в себя изменение климата, смещение тектонических плит и катастрофы, среди прочего. [1] Ее можно рассматривать как расширение концепции эволюционной радиации от одного до многокладового контекста . [2]
Экосистемы периодически испытывают значительные нарушения, которые вызывают массовые вымирания и видообразование . Врба предполагает, что изменения климата, через их воздействие на физическую среду, приводят к «разделению популяций [животных] на географически и генетически изолированные группы », которые впоследствии эволюционируют в отдельные виды. Она также предсказывает, что в экосистеме это должно происходить для разных групп животных примерно в одно и то же время, создавая «синхронный импульс» по нескольким линиям. [3]
Гипотеза была разработана для объяснения различных моделей эволюции, наблюдаемых у африканских антилоп . Врба утверждал, что фауна млекопитающих Восточной Африки пережила быстрый всплеск вымирания и видообразования между 2,8 и 2,5 млн лет назад, вызванный значительными колебаниями температуры. [4] Во время этого события, как утверждает гипотеза, многие виды попытались перебраться из своих ныне непригодных для проживания мест обитания и позже выработали различные адаптации в новой среде обитания, эволюционируя в разные виды, такие как антилопы, исследованные Врбой, которые эволюционировали от лесных обгрызателей к травоядным. [5] Поддержка Врбой идеи о том, что все разные клады будут адаптироваться синхронно и вместе с климатическими событиями, была получена из ископаемых остатков грызунов из долины реки Омо .
Врба позже предположил, что эти изменения стали искрой для возникновения линии Homo , в отличие от других гомининов , которая датируется примерно этим временем. [6] Это согласуется с гипотезой саванны (или «гипотезой засушливости»), которая предполагает, что растущая засушливость привела к росту и расширению саванны , требуя, чтобы гоминины спустились с деревьев и ходили на двух ногах. Самые ранние археологические памятники, содержащие орудия труда, также датируются этим периодом. [7] Однако все еще возможно, что род Homo уже эволюционировал до климатического события. [5]
Основной противоположной точкой зрения является гипотеза Красной Королевы , предложенная Ли Ван Валеном , которая утверждает, что вымирание происходит в постоянном цикле, а не импульсами. [8]
Исследования ископаемых из бассейна Туркана во время предполагаемого резкого сдвига 2,5 миллиона лет назад показали, что скорость адаптации была значительно ниже, чем предсказывалось гипотезой круговорота-импульса, с 50–60-процентной сменой видов, распределенной на 1 миллион лет вместо 90-процентной смены за несколько сотен тысяч лет. [9] [10] Предлагаемые объяснения несоответствия включают то, что «изменения в количестве ископаемых с течением времени исказили данные Врбы, создав ложный пик» или что «рифтовая долина Туркана, в которой в то время протекала река, ограниченная лесом, была защищена от резких климатических сдвигов».
Изменение климата на более прохладный и сухой в какой-то момент между 2,8 и 2,5 млн лет назад широко признано (и подтверждается составом осадочных слоев на морском дне) [5] , но пики адаптации среди различных видов в Восточной Африке были отмечены в разное время, что означает, что хотя «свидетельства крупных млекопитающих согласуются с идеей изменения фауны в позднем плиоцене , [...] в настоящее время нет единого мнения о его масштабах и точной дате». [7]
Хотя существует консенсус относительно того, что крупные климатические события вызывают широкомасштабное вымирание, другие исследования Восточной Африки и других регионов не смогли выявить никаких импульсных событий, приводящих к синхронной эволюции или видообразованию, и это, вероятно, зависит от местных условий. [4]