Среди нескольких тенденций, которые наблюдаются в эволюции органических существ, закон Копа стоит особняком. Начиная с 19 века, когда он был впервые сформулирован, ученым не удавалось ни полностью подтвердить, ни полностью опровергнуть его. И вот наконец американские палеонтологи сообщили об эмпирическом доказательстве существования этого закона.
Закон Копа, также иногда называемый правилом Копа (Cope’s Rule) гласит, что со временем представители одних и тех же эволюционных линий постепенно увеличиваются в размерах, и потомки скорее будут крупнее, чем предки. Изобрел это правило еще в 1896 году американский палеонтолог Эдвард Дринкер Коп – один из ведущих специалистов своего времени в области ископаемых живых существ.
Стоит отметить, что реноме Копа в глазах современников было изрядно подпорчено его скандальной реконструкцией гигантского плезиозавра Elasmosaurus, позвоночный столб которого оказался смонтирован в неправильном направлении. В результате череп ящера крепился непосредственно к крестцовому отделу позвоночника. Ошибка, допущенная в 1868 году, десятилетиями портила Копу репутацию.
Однако закон Копа, похоже, вполне достоверен. Коллектив палеонтологов Стэнфордского университета под руководством Ноэля Хейма изучил больше 17 тысяч видов живых существ, эволюционировавших на протяжении 542 млн лет. У морских животных тенденция к увеличению размера тела в ходе эволюции оказалась бесспорной и очевидной. Биологический объем (в статье ученые используют термин biovolume) изученных групп животных в среднем с кембрия по наши дни увеличился примерно в 150 раз. Самым низким показателем изменения биологического объема стало уменьшение менее чем в 10 раз, а самым значительным – увеличение более чем в 100 000 раз. Иными словами, современные жители океанов в среднем в 150 раз крупнее своих кембрийских предков.
Исследование охватило пять основных групп морских обитателей: хордовые, в число которых вошли рыбы, морские млекопитающие и морские рептилии; моллюски, в том числе головоногие, двустворчатые и брюхоногие; иглокожие, включающие морских звезд и морских ежей; членистоногие – крабы, креветки, омары и некогда вездесущие трилобиты; а также брахиоподы.
«Вам легче съесть других животных, если вы большой. При этом вам также куда легче избежать участи быть съеденным, – рассказал Ноэль Хейм. – В воде более крупные животные могут быть более активными из-за большего увеличения их массы относительно площади поверхности. Они испытывают пропорционально меньшее сопротивление, чем мелкие животные. Большие животные также обладают более высоким уровнем метаболизма, что также способствует более активному образу жизни».
По мнению исследователей, тенденция к увеличению размера реализуется главным образом за счет повышения разнообразия и выживаемости крупных животных по сравнению с мелкими. Новые виды, как правило, оказываются крупнее прежних, при этом внутри вида это правило не работает.
«Мы обнаружили, что такие увеличения размеров не могут быть объяснены просто случайной эволюцией, – отметил коллега Хейма, палеобиолог Джонатан Пэйн. – Напротив, мы видим активный эволюционный процесс, который благоприятствует животным больших размеров».
Статья Cope’s rule in the evolution of marine animals опубликована в журнале Science
Doi: 10.1126/science.1260065
