Эволюционная радиация — это увеличение таксономического разнообразия, вызванное повышенной скоростью видообразования [1] , которое может быть связано, а может и не быть связано с увеличением морфологического различия. [2] Значительно большое и разнообразное излучение в относительно коротком геологическом масштабе времени (например, период или эпоха ) часто называют взрывом . Радиация может поражать одну кладу или несколько, быть быстрой или постепенной; где они быстрые и обусловлены адаптацией одной линии к окружающей среде, их называют адаптивными излучениями . [3]
Возможно, наиболее знакомым примером эволюционной радиации являются плацентарные млекопитающие сразу после вымирания нептичьих динозавров в конце мелового периода , около 66 миллионов лет назад. В то время плацентарные млекопитающие представляли собой в основном мелких насекомоядных животных, по размеру и форме похожих на современных землероек . К эоцену (58–37 миллионов лет назад) они развились в такие разнообразные формы, как летучие мыши , киты и лошади . [4]
Другие известные излучения включают Авалонский взрыв , Кембрийский взрыв , Великое ордовикское событие биодиверсификации , Каменноугольно-самое раннее пермское событие биодиверсификации , мезозойско-кайнозойскую радиацию , радиацию наземных растений после их колонизации суши , меловую радиацию покрытосеменных растений и разнообразие насекомых, радиация, которая почти не ослабевает со времен девона , 400 миллионов лет назад . [5]
Адаптивная радиация предполагает увеличение скорости видообразования клады в сочетании с дивергенцией морфологических особенностей, которые напрямую связаны с экологическими привычками; эти излучения включают видообразование, не обусловленное географическими факторами и происходящее в симпатии; они также могут быть связаны с приобретением ключевой черты. [6] Неадаптивное излучение, возможно, охватывает все типы эволюционного излучения, которое не является адаптивным излучением, [7] [8] хотя, когда известен более точный механизм, способствующий разнообразию, может быть полезно ссылаться на структуру, как, например, географическое излучение. [1] Географическое излучение связано с увеличением видообразования, вызванным увеличением возможностей географической изоляции. [1] Излучения могут быть несогласованными, при этом либо разнообразие, либо несоответствие увеличиваются почти независимо друг от друга, или согласованными, когда оба возрастают с одинаковой скоростью. [2] Там, где механизм диверсификации неоднозначен и виды кажутся тесно связанными, иногда используются термины «видовая радиация», «видовая стая» или « видовой комплекс ». [9]
Большая часть работ палеонтологов по изучению эволюционного излучения была связана с использованием окаменелостей морских беспозвоночных просто потому, что их, как правило, гораздо больше, 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 течение каменноугольного периода и ранней перми . В эти периоды разные виды брахиопод независимо друг от друга приобретали морфологию и, предположительно, образ жизни, сходные с видами, жившими миллионы лет назад. Это явление, известное как гомеоморфия, объясняется конвергентной эволюцией : под воздействием одинакового давления отбора организмы часто развивают схожие адаптации. [10] Дальнейшие примеры быстрой эволюционной радиации можно наблюдать среди аммонитов , которые пережили серию вымираний, в результате которых они неоднократно повторно диверсифицировались; и трилобиты , которые в кембрийском периоде быстро развились во множество форм, заняв многие ниши, эксплуатируемые сегодня ракообразными . [11] [12] [13]
Ряд групп подвергся эволюционному излучению сравнительно недавно. В частности , биологи много изучали цихлид . В таких местах, как озеро Малави, они превратились в самые разнообразные формы, включая виды, которые являются фильтраторами, пожирателями улиток, выводковыми паразитами, травоядными водорослями и рыбоядными. [14] Карибские анилиновые ящерицы — еще один известный пример адаптивной радиации. [15] Травы добились успеха, развиваясь параллельно с выпасом травоядных животных , таких как лошади и антилопы . [16]