Сцинки з роду, поширені в основному на Філіппінських островах, походять від безногих предків, що жили в пухкому ґрунті, проте сьогодні серед них є і форми з повним набором кінцівок і пальців. Згідно з новим дослідженням, така незвичайна зміна вигляду пов'язана з кліматичним зрушенням: коли на Філіппінах встановився вологий мусонний клімат, сцинкам довелося заново відрощувати лапи, щоб рити більш щільний грунт і швидше переміщатися по її поверхні. Втім, деякі види брахімелесів залишилися змієподібними - але за консервативність їм доводиться розплачуватися скритністю і дрібними розмірами. Результати дослідження опубліковані в журналі.
Змії - не єдині безногі рептилії. Незалежно від них і один від одного з кінцівками розлучилися представники кількох сімейств ящірок, наприклад, веретениці (). Втрата ніг здається дорогою в один кінець: згідно з так званим законом Долло, втрачені в процесі еволюції органи і частини тіла не відновлюються. Однак фахівцям відомо, що деяким безногим ящіркам все-таки вдалося повернути собі кінцівки. На жаль, механізми, що змушують рептилій втрачати і повертати собі ноги, залишаються погано вивченим.
Розібратися в цьому питанні вирішила команда герпетологів на чолі з Філіпом Бергманном (Philip J. Bergmann) з Університету Кларка. Вони зосередили увагу на сцинках з роду, поширених майже виключно на Філіппінських островах. Вченим відомий 41 вид брахімелесів, які представляють весь спектр форм від чотирилапих до безногих. Більш того, представники однієї поклажі, що складається з сімнадцяти видів, вторинно придбали п'ятипалі кінцівки і вкорочене тіло.
На першому етапі автори зібрали дані про локомоцію 147 особин, що належать до тринадцяти видів з роду, а також виду (ці сцинки з повним набором кінцівок і пальців, що мешкають в континентальній Азії та островах Індонезії, послужили аналогом предкової форми брахімелесів). Рептилій відловлювали в природному середовищі проживання (відзначаючи при цьому вологість і несучу здатність ґрунту в кожній точці), проводили морфологічні вимірювання і оцінювали їх здатності до риття і переміщення по поверхні. Для цього піддослідним особам розставляли білі мітки на поверхні тіла і змушували їх бігти або закопуватися (кожну по три рази), записуючи весь процес на відео. Здатність до закопування оцінювали на двох типах субстрату - великому і дрібнозернистому.
Автори виявили, що чим глибше заривається ящірка, тим вища швидкість її пересування на поверхні ґрунту. При цьому представники видів з ногами заривалися глибше, і бігали швидше безногих родичів. Це суперечить популярній гіпотезі про те, що здатності до риття і бігу знаходяться в опозиції один одному і що змії і безногі ящірки пожертвували кінцівками заради риючого способу життя. Автори припустили, що предки брахімелесів позбулися кінцівок у відносно сухому кліматі (також, як, наприклад, безногі австралійські сцинки з роду) - так їм було легше переміщатися в сухому ґрунті. Однак у міру того, як на Філіппінах ставало вологіше, місцевим сцинкам знову знадобилися лапи для заривання в щільний, насичений вологим ґрунт.
Щоб перевірити цю гіпотезу, Бергманн з колегами поєднав філогенетичне древо брахімелесів з реконструкціями стародавнього клімату Філіппін. За оцінкою авторів, загальний предок роду жив 62-15 мільйони років у континентальній частині Азії, яка тоді простягалася до нинішнього острова Калімантан (а Філіппінського архіпелагу ще не існувало). Передбачається, що в ті часи тут панував сезонний клімат, більш сухий, ніж сьогодні. Таким чином, рання еволюція брахімелесів, ймовірно, йшла на рихлих грунтах, що сприяли втраті кінцівок.
Близько 31 мільйона років тому частина островів Філіппінського архіпелагу відокремилася від Зондського шельфу, забравши з собою представників роду. Тоді тут все ще було сухо і спекотно, проте близько 25 мільйонів років все змінилося: на островах встановився вологий мусонний клімат, що стимулював бурхливе зростання рослинності. Ґрунти Філіппін стали більш щільними, так що брахімелесам довелося відновлювати кінцівки. У результаті вже близько 21 мільйона років тому серед них знову з'явилися види з п'ятипалими кінцівками.
На перший погляд, з даними висновками не узгоджується той факт, що на Філіппінах збереглися безногі брахімелеси, які гірше закопуються в грунт і повільніше переміщаються по поверхні. Деякі з них навіть мешкають у тих же біотопах, що і їхні сородичі з повним набором лап і пальців. На думку авторів, між різними формами брахімелесів відбулася екологічна розбіжність: у той час як безногі ховаються в листовому опаді і харчуються майже виключно членистоногими, види з ногами воліють жити на поверхні і полювати як на безхребетних, так і на дрібних ящірок і змій. При цьому безногі представники роду зазвичай більш дрібні і скритні, так що хижакам складно помітити їх, а їх родичі, які володіють ногами, залишаються на виду у ворогів і в разі небезпеки змушені швидко зариватися в ґрунт або тікати.
Автори сподіваються, що їх дослідження дозволить більше дізнатися про еволюцію безногості у змій і ящірок, а також про випадки повторної появи кінцівок у відповідь на зміни екологічних умов.
На думку палеонтологів, змії виникли близько 125 мільйонів років тому від ящірок, близьких до варан. Їх предок, швидше за все, був риючим. Однак перші етапи еволюції цієї групи залишаються погано вивченими: наприклад, як стало відомо нещодавно, змії з задніми кінцівками і примітивними рисами будови черепа існували багато мільйонів років - а раніше такий план тіла вважали короткочасною перехідною формою.