Эволюционная радиация — это увеличение таксономического разнообразия, вызванное повышенными темпами видообразования , [1] которое может быть связано или не связано с увеличением морфологического разнообразия. [2] Значительно большая и разнообразная радиация в течение относительно короткого геологического масштаба времени (например, периода или эпохи ) часто называется взрывом . Радиации могут затрагивать одну кладу или несколько и быть быстрыми или постепенными; там, где они быстры и обусловлены адаптацией одной линии к окружающей среде, они называются адаптивными радиациями . [3]
Возможно, наиболее известным примером эволюционной радиации является появление плацентарных млекопитающих сразу после вымирания нептичьих динозавров в конце мелового периода , около 66 миллионов лет назад. В то время плацентарные млекопитающие были в основном небольшими насекомоядными животными, похожими по размеру и форме на современных землероек . К эоцену (58–37 миллионов лет назад) они эволюционировали в такие разнообразные формы, как летучие мыши , киты и лошади . [4]
Другие известные радиации включают Авалонский взрыв , Кембрийский взрыв , Великое событие биологической диверсификации Ордовика , событие биологической диверсификации карбона и ранней перми , мезозойско-кайнозойскую радиацию , радиацию наземных растений после их колонизации суши , меловую радиацию покрытосеменных и диверсификацию насекомых, радиацию, которая продолжалась почти не ослабевая с девона , 400 миллионов лет назад . [5]
Адаптивные радиации включают увеличение скорости видообразования клады в сочетании с дивергенцией морфологических признаков, которые напрямую связаны с экологическими привычками; эти радиации включают видообразование, не обусловленное географическими факторами и происходящее в симпатрии; они также могут быть связаны с приобретением ключевого признака. [6] Неадаптивные радиации , вероятно, охватывают все типы эволюционной радиации, которые не являются адаптивной радиацией, [7] [8] хотя, когда известен более точный механизм, управляющий разнообразием, может быть полезно называть эту модель, например, географической радиацией. [1] Географические радиации включают рост видообразования, вызванный увеличением возможностей для географической изоляции. [1] Радиации могут быть несогласованными, когда либо разнообразие, либо несоответствие увеличиваются почти независимо друг от друга, или согласованными, когда оба увеличиваются с одинаковой скоростью. [2] В случаях, когда механизм диверсификации неоднозначен и виды кажутся тесно связанными, иногда используются термины «радиация видов», «стая видов» или « комплекс видов ». [9]
Большая часть работы, проделанной палеонтологами, изучающими эволюционную радиацию, была связана с использованием ископаемых морских беспозвоночных просто потому, что они, как правило, гораздо более многочисленны и их легче собирать в больших количествах, чем крупных наземных позвоночных, таких как млекопитающие или динозавры . Брахиоподы , например, претерпели крупные всплески эволюционной радиации в раннем кембрии , раннем ордовике , в меньшей степени на протяжении силура и девона , а затем снова в карбоне и ранней перми . В эти периоды различные виды брахиопод независимо друг от друга приняли схожую морфологию и, предположительно, образ жизни, с видами, которые жили миллионы лет назад. Это явление, известное как гомеоморфия, объясняется конвергентной эволюцией : подвергаясь схожему селективному давлению, организмы часто развивают схожие адаптации. [10] Другие примеры быстрой эволюционной радиации можно наблюдать среди аммонитов , которые пережили серию вымираний, после которых они неоднократно повторно диверсифицировались; и трилобиты , которые в кембрии быстро эволюционировали в различные формы, заняв многие ниши, используемые сегодня ракообразными . [11] [12] [13]
Несколько групп подверглись эволюционной радиации в относительно недавнее время. Цихлиды, в частности, были тщательно изучены биологами . В таких местах, как озеро Малави, они эволюционировали в очень большое разнообразие форм, включая виды, которые являются фильтраторами, поедателями улиток, выводковыми паразитами, водорослеедами и рыбоедами. [14] Карибские анолиновые ящерицы являются еще одним хорошо известным примером адаптивной радиации. [15] Травы были успешными, эволюционируя параллельно с травоядными , такими как лошади и антилопы . [16]