Reguła Cope'a - czasem się sprawdza

Ewolucja zwierząt w długim okresie czasu często prowadzi do powiększania się ich gabarytów - od małych do gigantycznych form. Przynajmniej tak mówi nam reguła zaproponowana przez paleontologa Edwarda Cope'a, znana jako reguła Cope'a. Reguła ta była często krytykowana (Gould, 1997). Tym razem sprawdzano jej prawdziwość przy użyciu najnowszych sposobów modelowania statystycznego. Oczywiście, testowano na dinozaurach i okazało się, że reguła Cope'a jest prawdziwa...czasami.

Dinozaury bowiem uważane były za klasyczny przykład działania reguły Cope'a (Hone et al., 2005). Podobnie zresztą ssaki, które dostarczały wielu przykładów potwierdzających jej rzekomą prawdziwość (np. Alroy, 1998). W opisywanym teście do oszacowania wielkości dinozaura wykorzystano jego kości udowe (Hunt et al., 2012). Dane z pomiarów tych kości wrzucono do modelu statystycznego, który sprawdzał bezpośredni trend wzrostu w czasie geologicznym oraz czy można było określić górny limit wzrostu ciała dinozaura. Pozwoliło to na odpowiedź czy trend wzrostu obecny w linii rozwojowej jest stały i odpowiada regule Cope'a.

Edward Drinker Cope - barwna postać. Chciał zostać po śmierci holotypem Homo sapiens (fot. Gutenkunst, PD)

Dinozaury w obrębie tych samych kladów rzeczywiście wykazują tendencję do powiększania gabarytów w trakcie ewolucji. Ich trendy wzrostu są zgodne z regułą Cope'a. Np. ceratopsy i hadrozaury w miarę ewolucji generalnie były coraz większe, chociaż trafiały się linie rozwojowe o zmniejszających się systematycznie osobnikach.

Nieco inaczej sprawa wygląda z maksymalną, możliwą wielkością ciała. Symulacja wykazała, że czasem taki limit w obrębie kladu występował, czasem nie. Przykładowo, klady zauropodów oraz ornitopodów (iguanodony, ceratopsy) nie wykazywały istnienia górnego limitu wzrostu do jakiego mogłyby, teoretycznie ewoluować. Jak sami wiemy, te klady dinozaurów faktycznie wydały na świat największe zwierzęta lądowe, jakie kiedykolwiek pojawiły się na Ziemi.

Hadrozaury (jak widać) z biegiem czasu były coraz większe, zgodnie z regułą Cope'a (rys. Debivort CC-BY-SA)

Z kolei teropody, w tym słynny tyranozaur, wykazywały cechy limitu maksymalnego wzrostu. Jednym z powodów ograniczenia wzrostu teropodów była ich dwunożność. Olbrzymie cielska w pewnym momencie okazywały się za ciężkie, jak na dwie nogi.

Ptaki, pomimo, że wywodzą się od teropodów, zostały wykluczone z badań statystycznych. Wydaje się, że presja ewolucyjna premiowała formy lekkie, radzące sobie lepiej w powietrzu, więc niekoniecznie większe.

Jak widać, reguła Cope'a czasem działa, czasem nie (Hunt et al., 2012). Zatem twierdzenie, że "większe jest lepsze" wymaga co najmniej kilku zastrzeżeń. Jednym z nich jest wspomniany problem szkieletu i podtrzymywania wewnętrznych organów. Wiadomo, że zwiększanie powierzchni do kwadratu, powoduje zwiększanie objętości do sześcianu, więc przyrost objętości jest o wiele szybszy niż przyrost powierzchni.
Drugim jest dostępność pożywienia. Duży musi jeść więcej. Można sprawdzić ogólną biomasę mezozoicznych dinozaurów i porównać je ze współczesnymi ssakami. Średnio rzecz biorąc, pojedynczy dinozaur był kilkanaście tysięcy razu większy od uśrednionego, współczesnego ssaka (Trammer, 2011). Dinozaurów musiało być zatem kilkaset razy mniej. Gdyby były większe, ich liczba byłaby jeszcze mniejsza, przy stałej ogólnej biomasie. Zatem stosowanie się zauropodów do reguły Cope'a mogło w którymś momencie sprawić, że liczba osobników zaczynała spadać.

Źródła:
Trammer, J., 2011. Differences in global biomass and energy use between dinosaurs and mammals. Acta Geologica Polonica, 61: 125-132.

Rys. w nagłówku Mark Witton Camarasaurus CC-BY-SA

Posted in: dinozaury,gady,jura,kreda,mezozoik,paleontologia,ptaki