Исследование разрешает противоречия в родословной рептилий

Новое исследование помогло разрешить спорные вопросы о родственных связях между основными группами ящериц и змей, а также пролило свет на происхождение гигантских ископаемых ящериц.

Чешуйчатые рептилии (ящерицы и змеи) — одна из самых разнообразных групп позвоночных, включающая более 9000 ныне живущих видов. Их изучение важно для человека, поскольку ядовитые змеи ежегодно становятся причиной десятков тысяч смертей, а их токсины являются критически важным ресурсом для многих лекарств, включая средства от болезней сердца и диабета. Ящерицы и змеи также служат важными модельными системами для биологических исследований, особенно в экологии и эволюционной биологии. Однако изучение их биологии затруднялось спорами об их эволюционных связях, и некоторые исследователи считали их родословную неразрешенной. Проблема заключалась в сильном расхождении между результатами исследований, основанных на традиционных анатомических признаках, и данными молекулярных последовательностей ДНК, особенно в вопросе о том, как игуанообразные (включая рогатых ящериц, летающих драконов и василисков) связаны со змеями и другими группами ящериц.

Исследование, проведенное учеными из Университета Аризоны, Университета штата Калифорния в Сан-Диего, Смитсоновского института, Университета Бригама Янга и Университета Миссисипи, помогло разрешить этот спор и предложило новые представления об эволюции ископаемых ящериц. Результаты опубликованы в журнале PLoS One. Команда собрала самые большие на сегодняшний день наборы данных как анатомических, так и молекулярных признаков для основных групп ящериц и змей. Анализ показал, что при объединении данных результаты однозначно поддерживают молекулярную гипотезу, согласно которой игуанообразные родственны змеям и веретеницеобразным (anguimorphs), а не находятся у основания древа.

Одним из возможных объяснений этих результатов могло быть большее количество молекулярных признаков (35 673) по сравнению с морфологическими (691). Однако даже при сокращении молекулярного набора данных до 63 признаков и их совместном анализе с анатомическими данными результат по-прежнему поддерживал молекулярную гипотезу. Исследователи также обнаружили, что в морфологическом наборе данных скрыта поддержка молекулярной гипотезы: количество анатомических признаков, поддерживающих объединение игуанообразных, змей и веретеницеобразных, было почти равно количеству признаков, помещающих игуанообразных у основания древа. Анализ отдельных наборов анатомических признаков показал, что только один из шести явно поддерживал морфологическую гипотезу.

Авторы предполагают, что анатомические данные могут вводить в заблуждение из-за параллельной эволюции. Например, роющие виды независимо приобретают сходные черты (удлиненное тело, редуцированные конечности), что может ошибочно указывать на их близкое родство. Что касается игуанообразных, то анатомические признаки, помещающие их у основания древа, могут отражать параллельную эволюцию, связанную с особым способом питания (захват добычи языком, как и у ближайшего родственника чешуйчатых — гаттерии), в отличие от змей и других ящериц, хватающих добычу челюстями.

Исследование также имеет значение для понимания эволюции ископаемых ящериц, таких как мозазавры. Комбинируя данные о живых и ископаемых видах, ученые выяснили, что эти вымершие около 65 миллионов лет назад морские хищники являются близкими родственниками змей, а не варанов или видов у основания древа. Это показывает, как совместный анализ молекулярных и анатомических данных может выявить эволюционные связи ископаемых видов, которые неочевидны только по анатомическим данным.