Всем известны ленивцы - неторопливые млекопитающие, проводящие большую часть времени на деревьях, известные своим медленным метаболизмом, из-за которого переваривание пищи занимает до месяца, а испражняются они всего раз в неделю. Их ближайшие современные родственники - муравьеды и броненосцы, и такое необычное родство имеет свои основания.
Хотя сегодня существуют лишь два вида ленивцев, в прошлом их было значительно больше, включая виды с уникальными чертами, такие как морда, приспособленная для поедания муравьев, и другие, напоминающие предков современных броненосцев.
Большинство вымерших ленивцев, из-за своих крупных размеров, не обитали на деревьях. Самые крупные представители, такие как Megatherium, достигали размеров азиатских слонов, веся около 3,6 тонн.
"Они были похожи на огромных медведей гризли, превосходя их в пять раз", - отметила Рэйчел Нардуччи из Флоридского музея естественной истории.
Нардуччи - соавтор исследования, опубликованного в журнале Science, где ученые анализировали древнюю ДНК и сравнивали более 400 окаменелостей из 17 музеев, чтобы раскрыть причины эволюции гигантских размеров вымерших ленивцев.
Наземные ленивцы отличались большим разнообразием размеров: от гигантского Megatherium, способного доставать листву с верхушек деревьев своим длинным языком, играя роль экологического аналога жирафа, до меньшего по размеру наземного ленивца шаста, терроризировавшего кактусы в пустынях юго-запада Северной Америки.
Древесные ленивцы, в отличие от наземных, оставались относительно небольшими. Обитающие исключительно в кронах деревьев, они весили в среднем около 6 кг, в то время как те, кто проводил часть времени на земле, достигали в среднем 80 кг.
Ограничения веса, накладываемые деревьями, очевидны. Ветви не выдерживают чрезмерной нагрузки, а ленивцы не славятся своей реакцией на внезапные опасности.
Древесные ленивцы способны выдерживать падения с высоты до 30 метров. Однако, учитывая потенциальные травмы даже при умеренных падениях и высоту некоторых деревьев в Амазонии до 90 метров, небольшие размеры дают эволюционное преимущество, отмечают ученые.
Ученые объединили данные о строении ископаемых останков с генетической информацией современных и вымерших видов, чтобы построить генеалогическое древо ленивцев, показывающее их эволюцию начиная с момента появления более 35 миллионов лет назад. Эта основа позволила им интегрировать результаты многолетних исследований о местах обитания, пищевых предпочтениях и образе жизни ленивцев (древесном или наземном).
Особое внимание уделялось эволюции размеров, поэтому исследователи измерили сотни музейных экспонатов, что позволило оценить массу тела древних ленивцев. Значительную роль в этом сыграл Музей Флориды, обладающий крупнейшей коллекцией останков ленивцев из Северной Америки и Карибского бассейна. Сотрудница музея, Нардуччи, тщательно измерила 117 костей конечностей и поделилась результатами с коллегами.
После обработки всего массива данных, исследователи пришли к выводу, что размеры ленивцев в первую очередь зависели от типа окружающей среды и, как следствие, от изменений климата.
По словам Нардуччи, учет всех этих факторов и их анализ с помощью эволюционных моделей с различными сценариями стали беспрецедентной задачей.
Эволюция ленивцев совпала с существенными изменениями климата Земли. Самый древний предок ленивцев, Pseudoglyptodon, обитал в Аргентине 37 миллионов лет назад и, вероятно, был небольшим наземным животным размером с собаку.
В ходе эволюции ленивцы освоили полудревесный образ жизни, но не все остались на деревьях. Крупнейшие виды, такие как Megatherium и Mylodon, вероятно, произошли от древесных предков, которые вернулись к наземному существованию.
В этот период нерешительных скалолазов и пешеходов размер ленивцев почти не менялся в течение примерно 20 миллионов лет, независимо от их предпочтительного способа передвижения. Затем произошло мощное извержение вулкана между штатами Вашингтон и Айдахо, которое вызвало глобальное потепление и совпало с периодом, известным как Среднемиоценовый климатический оптимум.
Ленивцы отреагировали на это уменьшением размеров, что могло быть связано с расширением лесов из-за увеличения количества осадков. Уменьшение размеров также является распространенным способом адаптации к тепловому стрессу.
После миллиона лет тепла планета вернулась к прежней модели охлаждения, и ленивцы снова увеличились в размерах.
Наземные ленивцы расселились по разным средам обитания, включая Анды, саванны, пустыни и бореальные леса. Некоторые виды, например Thalassocnus, даже приспособились к морской среде, питаясь водорослями и развив адаптации, схожие с ламантинами.
Более крупные размеры помогали ленивцам справляться с похолоданием климата и обеспечивали защиту от хищников.
Примерно 15 000 лет назад популяция ленивцев начала сокращаться, возможно, из-за прибытия людей в Северную Америку. Большие размеры, которые раньше защищали их, стали обузой, сделав их легкой добычей.
Спустя много времени после того, как их наземные родственники вымерли во всех остальных местах, два вида древесных ленивцев в Карибском море продержались до 4500 лет назад. Люди прибыли на Карибы примерно в то же время, когда египтяне строили пирамиды. Карибские древесные ленивцы вымерли вскоре после этого.
Результаты нового исследования опубликованы в журнале Science.
Изображения: phys.org
