Вода в океане тех времен была мутной, поэтому свет проникал в воду очень неглубоко. Поэтому фотосинтезировать — создавать из солнечного света и воды свое тело и кислород — водные растения могли только в самых поверхностных слоях воды. Места для жизни было мало.

В некое время возникло новое приспособление: появились особые системы, «фильтраторы», прокачивающие сквозь себя огромное количество воды, чтобы доставать из нее плавающие органические частицы. В конце концов они прокачали через себя и очистили от мути весь Мировой океан. Вода стала более прозрачной, водоросли стали жить на разной глубине, обогащать воду кислородом, и самих водорослей стало намного больше. Возникает положительная обратная связь: фильтра-торов становится все больше, они все сильнее очищают воду, и количество кислорода все растет.

Содержание кислорода достигает настолько высокого уровня, что некоторые системы могут себе позволить большие энергетические затраты и обзавестись скелетом. То есть сама способность образовывать скелет появлялась и раньше, но системы с таким свойством быстро гибли, поскольку «мощности» было мало и затраты не окупались. Теперь же те, кто изобретает скелет, может им обзавестись — энергии хватает. Так создана предпосылка — есть энергия для построения скелета. Но что заставляет самые разные системы срочно его мастерить? Причин несколько, здесь можно рассказать только одну линию. Среди существовавших тогда систем были хищники. Понятно, что при прочих равных хищнику тем проще захватить жертву, чем он крупней. Возникла ситуация с «абсолютным хищником» («проблема монополии»): как только некоторые хищники стали крупнее, они стали беспрепятственно выедать все вокруг. Защиты от поедания не было, хищники просто выкашивали всех.

В этой ситуации для каждой системы, которая обзавелась скелетом, это изобретение являлось очень сильным преимуществом. Защищенных трудно съесть, и хищники переходят к питанию более доступными жертвами. В результате возникает «мода на скелет»: кто по каким-то причинам совсем не может им обзавестись, вымирает, а прочие испытывают сильное давление отбора — любые движения в сторону упрочения покровов оказываются очень выгодными. В результате совершенно не родственные между собой системы параллельно и примерно в одно время приобретают внешний скелет. Это разные скелеты: у разных систем скелет делается из разных химических элементов, имеет разное строение. То есть «марки» скелетов у всех свои. Но само изобретение теперь усвоено всеми, так что «все» теряют конкурентное преимущество.

При этом, спасаясь от хищников и пользуясь возникшими источниками энергии, самые разные системы увеличивали размер. Чем крупней система, тем труднее ее съесть, так что в спасении от выедания множество систем не только оделось в жесткие покровы, но и сильно увеличился их средний размер. Хищники тоже старались увеличиться — шла гонка на увеличение размера и защищенности. Быстро были достигнуты предельные размеры для данного типа организации системы.

«Проблема монополиста», абсолютного хищника, решена: заинтересованные стороны достигли предельных размеров, конкурентное преимущество потеряно.

Подобные примеры

Нарастающее увеличение размеров многих групп динозавров также было вызвано конкуренцией за размер между хищниками и жертвами, достигнуты предельные размеры.

Почти постоянное увеличение размеров бабочек было вызвано стремлением вывести личинку в крупный размерный класс, где с ней не смогли бы справиться даже крупные насекомые-хищники, достигнуты (почти) предельные размеры.

http://macroevolution.narod.ru/hzh.htm

Появление крупных дневных хищников — стрекоз — оказалось очень сильным изобретением: стрекозы были очень совершенными и крупнейшими (предельный размер) летающими хищниками и поедали всех летающих существ. Прочие наземные существа вынуждены были избрать иные стратегии — они сделали ставку на жизнь в лесной подстилке, а летали в сумерки, при опасности прятались (тараканы). Монополия сохранялась миллионы лет.

Динозавры: тупик специализации — разрушение монополии

Крупный и средний размерный класс был занят динозаврами — хищными и травоядными. В рамках прямой конкуренции — создания системы-хищника, способного соперничать с хищными динозаврами, или системы-травоядного, способного отбиться от хищных динозавров, у млекопитающих не было шансов.

Существуют десятки эволюционных сценариев, описывающих вымирание динозавров. Самые плохие указывают на внешний фактор, вроде падения метеорита и наступившей «ядерной зимы». Что поумнее, разбирают внутренние взаимодействия в системе. Например, одна из сценарных гипотез гласит: млекопитающие, очень подвижные и находящиеся в мелком размерном классе, были серьезнейшими конкурентами самых молодых детенышей динозавров. В силу организационных ограничений динозавры не могли увеличить размер потомства (яйцо обладает пределом прочности оболочки), даже самые огромные должны были рождаться очень маленькими, и их во множестве поедали млекопитающие. Крупные динозавры не могли быть многочисленными, их бы не прокормила площадь, так что крупных непобедимых противников млекопитающие «взяли» за слабое звено — съели мелких детенышей. Динозавры пытались противопоставить этой стратегии защиту потомства родителями, но размер играл против них: многотонное существо не может эффективно нянькать крошечное потомство. Можно сказать так: крупный размерный класс ограничивает проникновение в детальность мелкого уровня размеров, где могут хозяйничать совсем другие виды.

Гипотез много, и тут неуместно сравнивать все. Можно указать на общую стратегию обыгрывания абсолютного хищника и супермонополиста.

Достижение предельного уровня специализации какой-то подсистемы означает, что ни одна другая система не может обыграть данную систему в «ее» игру. Но это же означает, что у системы накапливаются внутренние противоречия — все ресурсы ее внутренней организации направлены на обеспечение превосходства в той ее выигрышной подсистеме, приспособлении, которым она отвечает на любые изменения среды. Нельзя быть равноадаптивным по всем мыслимым направлениям, поскольку ограничены как энергетические резервы, так и запас устойчивости, способности организации поддерживать свою целостность. Сильная специализации подсистемы обязательно означает, что данная подсистема автономизируется в рамках системы, растут затраты на поддержание системной интегрированности. Поэтому «абсолютное оружие» у системы обычно одно. Значит, есть такие стороны взаимодействия со средой, где эта система практически беззащитна. Именно потому, что ее приспособления в одной избранной области сверхэффективны. Так, переход в крупный размерный класс — большая нагрузка на многие системы организма, на скелет и мышцы. Приходится увеличивать их мощность. Отсюда каскадом требования к иным обеспечивающим подсистемам.

Все гипотезы вымирания динозавров в той или иной форме обращаются к этой модели. Смена пищи, или внезапное похолодание, или конкуренция с млекопитающими (убийство детенышей) — в любом случае динозавры побеждены в рамках игры, где их размер и огромная сила только ухудшали их положение, были их недостатками. То есть способ победы над абсолютным монополистом — нахождение стратегии, в рамках которой его преимущества оказываются недостатками. Утверждается, что такая стратегия существует всегда — абсолютно приспособленное существо невозможно.

Подобные примеры

Meganuera monyi Brongniart, размах крыльев — 75 см

Монополия стрекоз на быстрый активный полет в дневное время разрушена — древние огромные стрекозы вымерли. Существует много гипотез относительно причин вымирания. Одна из них — снижение доли кислорода в воздухе, что сделало невозможным дыхание для таких огромных насекомых. Появились другие системы, обладающие также очень быстрым и маневренным полетом, — мухи и осы. Стрекозы могут на них охотиться, но подавляющего преимущества не имеют.