Введение
Концепция в теории эволюции. Гипотеза импульса смены фаун, сформулированная палеонтологом Элизабет Врба, предполагает, что крупные изменения климата или экосистемы часто приводят к периоду быстрого вымирания и высокой смене видов ("импульсу") в нескольких различных линиях. Изменения могут включать в себя изменение климата, смещение тектонических плит и катастрофы, в частности. Это можно рассматривать как расширение концепции эволюционного радиации с рассмотрения одной клады на мультикладовый контекст.
The turnover pulse hypothesis, formulated by paleontologist Elisabeth Vrba, suggests that major changes to the climate or ecosystem often result in a period of rapid extinction and high turnover of new species (a "pulse") across multiple different lineages. Changes may include climate change, tectonic plate shifting, and catastrophes, among other things. It can be seen as an extension of the concept of evolutionary radiation from a single to a multi clade context.
Теория
Экосистемы периодически испытывают значительные нарушения, которые вызывают массовые вымирания и видообразование. Врба предполагает, что изменения климата, посредством воздействия на физическую среду, приводят к "разделению популяций [животных] на географически и генетически изолированные группы", которые впоследствии эволюционируют в отдельные виды. Она также предсказывает, что в экосистеме это должно происходить для разных групп животных примерно в одно и то же время, создавая "синхронный импульс" в нескольких линиях. Гипотеза была разработана для объяснения различных закономерностей эволюции, наблюдаемых у африканских антилоп. Врба утверждала, что млекопитающая фауна Восточной Африки пережила резкий всплеск вымирания и видообразования между 2,8 и 2,5 миллионами лет назад, вызванный значительными колебаниями температуры. В ходе этого события, согласно гипотезе, многие виды пытались переместиться из своих теперь непригодных для обитания сред и впоследствии развили различные адаптации в новых условиях, эволюционируя в разные виды, такие как антилопы, исследованные Врбой, которые эволюционировали от поедателей листвы в лесах до пасущихся на лугах. Поддержку идеи Врбы о том, что различные клады будут синхронно адаптироваться вместе с климатическими событиями, предоставили ископаемые останки грызунов из долины реки Омо.
Гоминин
Врба позже предложил эти изменения как толчок для возникновения линии Homo, отличной от других гомининов, датируемых примерно этим же временем. Это согласуется с гипотезой саванны (или «гипотезой аридизации»), которая предполагает, что увеличение засушливости привело к росту и расширению саванн, потребовав от гомининов спуститься с деревьев и начать ходить на двух ногах. Самые ранние археологические памятники с орудиями также относятся к этому периоду. Однако вполне возможно, что род Homo уже эволюционировал до наступления этого климатического события. Исследования окаменелостей из бассейна Туркана, относящихся ко времени предполагаемого резкого сдвига 2,5 миллиона лет назад, показали, что скорость адаптации была значительно ниже, чем предсказывала гипотеза пульсовой смены, – 50–60% смены видов происходило в течение 1 миллиона лет, а не 90% за несколько сотен тысяч лет. Среди предложенных объяснений этого расхождения – то, что «колебания в количестве окаменелостей во времени исказили данные Врбы, создав ложный пик», или что «долина рифта Туркана, где в то время протекала река, окружённая лесом, была защищена от резких климатических изменений». Изменение климата в сторону более холодного и сухого, произошедшее в период между 2,8 и 2,5 млн лет назад, широко признано (и подтверждается составом осадочных слоёв на дне океана), но пики адаптации у разных видов в Восточной Африке отмечались в разное время, что означает, что, хотя «данные о крупных млекопитающих согласуются с идеей изменения фауны в позднем плиоцене, в настоящее время нет единого мнения относительно масштаба и точной даты этого изменения». Несмотря на консенсус в отношении того, что крупные климатические события вызывают массовое вымирание, другие исследования Восточной Африки и других регионов не выявили событий, подобных импульсам, приводящим к синхронной эволюции или видообразованию, что, вероятно, связано с местными условиями.