Эволюция, вечный бесцельный мастер на все руки, потратила миллионы лет, помогая животным выползти из океана на сушу. Но, как напоминает новое исследование Йельского университета, путешествие не всегда было односторонним: десятки крупных групп млекопитающих и рептилий в итоге сказали «вообще-то, в воде было неплохо» и вернулись обратно, развив ласты и другие водные адаптации. Результаты опубликованы в Current Biology, предположительно потому, что Nature уже была забронирована.

«Эти вторично водные группы адаптировались поразительно похожими способами к своему новому водному дому — развивая ласты и набор других признаков, которые делали их лучшими пловцами», — сказал ведущий автор Калеб Гордон, который завершил докторскую диссертацию в Высшей школе искусств и наук Йеля (GSAS) в начале этого года и теперь является постдокторантом в Музее естественной истории Флориды. «В результате они стали хрестоматийными примерами конвергентной эволюции, которая может многое рассказать нам о процессах, движущих и ограничивающих адаптивные изменения в ответ на сходные средовые сигналы». Иными словами, когда среда предлагает вам нишу, эволюция вручит вам ласт. Снова и снова.

Чтобы реконструировать эти эволюционные развороты, исследователи изучили сотни ископаемых и современных образцов, хранящихся в Музее Пибоди Йельского университета и десятках других учреждений по всему миру, собрав более 11 000 измерений, фотографий и КТ-сканов. Они сочетали традиционные палеонтологические методы с моделями машинного обучения, учитывающими эволюционные связи, и добавили статистический подход, изначально использовавшийся военно-морскими силами во время Второй мировой войны. Потому что ничто так не говорит «древняя рептилия», как военная радиолокационная техника середины прошлого века.

«Реконструкция жизни вымерших форм в научно строгой манере, в отличие от простого рассказывания историй, — это точное и деликатное предприятие», — сказал Бхарт-Аньян Бхуллар, старший автор исследования, доцент кафедры наук о Земле и планетах факультета искусств и наук Йеля (FAS) и куратор отдела палеонтологии позвоночных и зоологии позвоночных в Музее Пибоди. «Это требует тщательного переплетения данных о современных организмах, понимание которых у нас неизбежно гораздо глубже, и знаний о генеалогии этих живых организмов относительно ископаемых форм». Он добавил, что работа Гордона достигает всего этого и большего в массовом эволюционном масштабе — и без обращения к палеонтологическому эквиваленту фанфика.

Десятилетиями учёные спорили о том, когда конкретные группы доисторических животных полностью адаптировались к подводной жизни, в основном потому, что летопись окаменелостей часто даёт неполные или противоречивые подсказки. Некоторые особенности скелета могут указывать на водный образ жизни, в то время как другие предполагают, что то же животное оставалось способным передвигаться и питаться на суше. Эти противоречия ставили исследователей в тупик, как выразился Гордон: «В таких случаях палеонтологи часто застревают, поскольку разные линии доказательств расходятся во мнениях о том, каким было древнее животное». Его решение? Модели машинного обучения, обученные на живых животных, которые могут выявлять связи между пропорциями скелета и известным образом жизни и оценивать, как вымершие виды использовали водную среду, — даже предсказывая адаптации мягких тканей, включая плавательные структуры, которые редко сохраняются в окаменелостях.

Самая громкая находка касается спинозавра, гигантского доисторического динозавра, чьи отношения с водой вызвали немало споров — предположительно потому, что палеонтологи любят хорошую перепалку. Спинозавр жил примерно от 113 до 94 миллионов лет назад на территории современной Северной Африки. Хотя учёные в целом согласны, что он был связан с водной средой, то, как именно он двигался, охотился и проводил время, оставалось предметом дискуссий. Некоторые данные указывают на животное, которое часто погружалось и преследовало добычу под водой, подобно тюленям или пингвинам. Другие находки