На острове Крит обитали крошечные мамонты, не превышавшие по размеру современного новорожденного слоненка. Палеонтологи установили это благодаря найденной в 2011 году плечевой кости животного. И хотя критский экземпляр оказался самым мелким из всех известных мамонтов, он стал лишь одним из многих видов животных, изрядно измельчавших на островах.
Открытие нового вида мамонтов, описанного в майской статье журнала Proceedings of The Royal Society B, произошло спустя более ста лет после того, как были обнаружены его первые останки.
В 1904 году сотрудница Британского музея естественной истории Дороти Бейт откопала на Крите в районе мыса Малекас зубы вымершего животного. К этому моменту Дороти (ей тогда было всего 26 лет) уже была опытным зоологом и успела совершить раскопки на многих средиземноморских островах, в том числе на Кипре, где ей удалось обнаружить останки карликового слона, названного Elephas cypriotes. Было понятно, что критские зубы принадлежали карликовой форме кого-то из хоботных, которого она решила отнести к слонам и назвала Elephas creticus.
Интересно, что Дороти обнаружила именно зубы древнего животного, строение которых сильно отличается у мамонтов и слонов, - эти различия фактически лежат в основе классификации современных и ископаемых хоботных.
Дело в том, что у растительноядных эмаль на зубах сильно стачивается, обнажая цемент (дентин). В результате на верхней поверхности жевательных зубов образуется выраженный рисунок, который сильно разнится у разных видов.
Например, название еще одного родственника слонов, "мастодонта", происходит от греческих слов "сосочек" и "зуб", так как его коренные зубы несут характерные соскообразные бугры. В отличие от мастодонтов, слоны и мамонты имеют на зубах характерный рисунок поперечных гребней, детали которого у тех и других сильно отличаются.
Если бы палеонтолог не была так уверена в том, что на одном маленьком острове не могли вместе уживаться слон (уже открытый к тому времени) и мамонт, она, вероятно, отнеслась бы внимательнее к характерным чертам обнаруженных зубов и открытие крохотных мамонтов произошло бы на столетие раньше.
Так или иначе, исправлять ошибку своего коллеги пришлось нынешним сотрудникам Британского музея - Виктории Херридж и Адриану Листеру. В 2011 году они заново проанализировали хранящиеся в Музее подозрительные палеонтологические образцы и, вооружившись полевыми дневниками Дороти (вот как порой бывает важно правильно вести записи!), отправились на Крит.
Именно благодаря четким записям Бейт натуралисты смогли найти то самое место у мыса, где она обнаружила останки. Ученым сопутствовала удача: в старом месте удалось не только обнаружить новые зубы, но и найти плечевую кость древнего хоботного.
Понятно, что оценить размеры животного, имея только образцы зубов, очень сложно. Имея же образец плечевой кости, авторы смогли установить, что в холке "карликовый гигант" не превышал 1,13 метра, а его вес достигал всего 300 килограмм, что составляет около трех процентов от веса его четырехметрового мамонта-предка. Фактически, взрослый критский мамонт был ростом с новорожденного современного слоненка, внешне отличаясь от него только более кривыми бивнями и плотным телосложением. Шерсти критский мамонт не имел, потому что происходил от голого европейского собрата шерстистого северного мамонта.
Критский мамонт, получивший новое имя Mammuthus creticus, вообще говоря, уникален только той степенью, до какой дошла в его случае миниатюризация. Карликовые, или пигмейские, формы были известны среди хоботных вообще, и среди мамонтов в частности, и раньше.
Широко известен карликовый мамонт Mammuthus exilis, останки которого были найдены на островах Чаннел близ Калифорнии - он был всего на несколько десятков сантиметров выше критского собрата, хотя и почти в три раза тяжелее. Калифорнийский карликовый мамонт был измельчавшим на островах потомком десятитонного мамонта Колумба (Mammuthus columbi), заселявшего Северную Америку.
На острове Врангеля в Северном Ледовитом океане были найдены останки карликовых потомков шерстистого мамонта, вымерших всего за 1700 лет до нашей эры, когда в Древнем Египте уже вовсю строились пирамиды. Подобные формы были обнаружены и на Острове Святого Павла на Аляске.
Что касается слонов, то их островные потомки зашли по пути миниатюризации даже дальше, чем потомки мамонтов. Например, открытый Дороти Бейт кипрский слон весил всего около 200 килограммов, а самый маленький из известных на данный момент сицилийский слон Elephas falconeri был еще в два раза легче - его вес составлял около одного процента (!) от веса предка. Ростом сицилийские слоны были всего 90 сантиметров в холке. Если бы они были живы до сих пор, наверняка нашлись бы желающие содержать этих малышей в качестве домашних питомцев.
В утешение любителям миниатюрных версий крупных млекопитающих остался карликовый бегемот Hexaprotodon liberiensis, пока живущий в Сьера-Леоне, Либерии и Кот-д’Ивуаре, но уже находящийся под угрозой вымирания. Его мадагаскарский родственник исчез всего тысячу лет назад, а нигерийский подвид был истреблен в начале двадцатого века.
Что же заставляет бывших гигантов резко уменьшаться в размерах при переселении на острова? И всегда ли это происходит?
Островную карликовость принято считать частным случаем "островного эволюционного правила", или, как его еще называют, правила Фостера. В 1964 году Бристол Фостер опубликовал в Nature статью, в которой рассмотрел эволюцию 116 млекопитающих на островах и заключил, что большинство из них, покинув континент, претерпевают существенные изменения в размерах. Изначально крупные виды - такие как слоны, мамонты и бегемоты - уменьшаются, а мелкие, преимущественно грызуны, увеличиваются.
Впоследствии выводы Фостера множество раз подвергались критике со стороны коллег, которые утверждали, что в угоду красоте теории экспериментальные данные были слишком упрощены. В последней работе, вышедшей в 2008 году, биологи провели анализ множества островных видов более систематически и, по их словам, на более качественной выборке. В результате авторам не удалось обнаружить достоверной связи между островной изоляцией и изменением размера. Статистически значимую корреляцию удалось обнаружить только при анализе узких групп животных, но не млекопитающих в целом. Очевидно, что хоботные представляют в данном случае яркий, но частный случай.
По-видимому, правило Фостера является неким (не вполне удачным) выделением частного случая из общей закономерности, имеющей более весомые теоретические и экспериментальные доказательства. Речь идет о том, что эволюция на островах идет быстрее, а сами острова представляют собой своеобразные эволюционные лаборатории. Попадающие в изоляцию виды сталкиваются с новыми условиями и меняются в соответствии с ними.
Можно долго приводить примеры того, как островная изоляция приводит к образованию новых видов. Таких примеров существует огромное количество, начиная с дарвиновских вьюрков, обнаруженных им на Галапагосах. Но влияет ли изоляция на скорость видообразования? По-видимому, да.
В 2006 году Вирджиния Миллиен из университета Макгилла решила количественно проверить это широко известное правило. Она проанализировала 86 островных и 84 родственных континентальных популяций, относящихся к 88 видам и 14 отрядам. Для каждого животного были проанализированы только количественные признаки - такие как длина определенных костей. Причем для каждой популяции рассматривались несколько разных признаков.
Оказалось, что эволюция на островах действительно идет быстрее (если понимать скорость эволюции как скорость изменения признаков), однако только если рассматривать временные промежутки менее 45 тысяч лет. После этого скорость изменения островной и континентальной популяции обычно выравниваются. То есть, в среднем, за это время популяция успевает приспособиться к резко изменившимся условиям. Причем этот период быстрой адаптации продолжается приблизительно одинаково быстро в разных группах животных, после чего замедляется.
В случае мамонтов главными изменившимися условиями были, по-видимому, лимитированные растительные ресурсы и отсутствие хищников. Судя по всему, именно ради того, чтобы не стать их добычей, континентальные хоботные вырастали до своих гигантских размеров, требующих соответствующих энергетических ресурсов. Попав на острова, предки карликовых хоботных стали резко уменьшаться в размерах, освободившись от давления отбора, заставлявшего их быть большими. Только на островах, где отсутствовала угроза стать чьим-то обедом, миролюбивые мамонты могли стать теми, кем они были "в душе" - милыми миниатюрными созданиями.