Предком морских чертей назвали существо с морского дна

❋ 5.1

Ниже отметки в один километр в водах Мирового океана обитают морские черти — пугающе необычный и многообразный отряд лучеперых рыб. Как в столь недружелюбной и холодной среде возникла такая пестрая группа животных? От кого они произошли? На эти вопросы попыталась ответить международная группа биологов — и их выводы оказались контринтуитивны.

Биология

# глубоководные животные

# глубоководный удильщик

# Мировой океан

# морское дно

# рыба морской черт

# эволюция

Модель удильщиков Thaumatichthyidae с характерной челюстью, которую называют «волчьим капканом». Экспонат выставлен в Американском музее естественной истории / © Wikimedia commons, Ryan Schwark.

Новая среда обитания для живых существ — это прежде всего новые экологические возможности. Вид, заселивший незнакомую зону, может быстро распределиться по различным нишам, диверсифицироваться и надолго там закрепиться. Так, например, случилось с цихлидами.

В недавнем исследовании биологи обнаружили у этих рыб «ген любопытства». Он позволил цихлидам более чем успешно расселиться в африканском озере Танганьика, по объему оно третье в мире. Достаточно сказать, что их там около 250 видов.

Но не всякая среда настолько комфортная и вольная. Океан глубже километра, где начинается батипелагическая зона, достаточно суровое место. Там отсутствует солнечный свет, холодно — температура воды не превышает 4°C, давление достигает сотен атмосфер, есть почти нечего.

В таких недружелюбных условиях обитают морские черты, они же удильщикообразные (Lophiiformes). Их насчитывают более 350 видов, а четыре из пяти подотрядов водятся на морском дне. Единственный подотряд — глубоководные удильщики (Ceratioidei) — живет в толще Мирового океана, на глубине до трех километров.

Откалиброванное филогенетическое дерево морских чертей Lophiiformes / © Nature Ecology & Evolution, Elizabeth Christina Miller et al.

От прочих обитателей океана удильщиков отличает характерная «удочка» со светящейся приманкой и ярко выраженный половой диморфизм: самцы буквально паразитируют на самках. Стоит отметить, что в процессе эволюции эти рыбы приобрели всевозможные формы тела: шарообразные, плоские, вытянутые и совсем уникальные, как, например, у каулофриновых.

Существует несколько гипотез, объясняющих такое разнообразие — неясным остается, как удильщики колонизировали глубоководную среду? Была ли она препятствием или стимулом? Каким был образ жизни их предка? Ответы попыталась найти международная группа биологов. Они провели самый крупный филогенетический анализ морских чертей и выявили вероятного предка этих рыб, а также раскрыли детали их эволюционного развития. Результаты опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution.

Выборка состояла из 132 видов морских чертей (то есть 37,8% от всего разнообразия отряда) — геномные данные охватили 20 из 21 семейства этих рыб. Помимо 152 современных особей, из которых ученые извлекли ДНК, они опирались на узловые ископаемые таксоны и калибровали филогенетическое дерево по геологическим маркерам. Всего авторы статьи построили восемь эволюционных деревьев.

Эволюция тела у морских чертей / © Nature Ecology & Evolution, Elizabeth Christina Miller et al.

Шесть из них показали, что удильщикообразные зародились 92-61 миллион лет назад, в меловом периоде (145-66 миллионов лет назад). Наиболее интересная группа глубоководных удильщиков отделилась, по разным версиям, либо в палеоцене, примерно 58 миллионов лет назад, либо в позднем эоцене — 40-34 миллиона лет назад. Такой разброс, как подчеркнули ученые, говорит о том, что переход в глубоководную среду не был связан с геологическими процессами.

Наиболее вероятный предок этих удильщиков обитал на морском дне на разных глубинах. Это опровергает гипотезу, что глубоководные виды перебрались в батипелагиаль с мелководья. Судя по всему, было наоборот: они поднялись из бентосной зоны.

Также усредненная модель всех реконструкций помогла выявить, что освоение новой среды привело к поиску новых и необычных строений: у удильщиков увеличились челюсти, уменьшились глаза, тело сжалось с боков, активно менялась форма черепа, а у некоторых видов голова стала огромной.

«Идея о том, что бедная ресурсами однородная среда — например, окруженная со всех сторон только водой — может породить разнообразие форм тела и черепа, действительно контринтуитивна в этой области. Когда рыбам приходится взаимодействовать с различными объектами, такими как кораллы и растения на мелководье, песок и камни на морском дне, именно тогда мы ожидали бы от рыб большого разнообразия форм. Вместо этого наблюдаем ее у глубоководных видов, которым не с чем взаимодействовать, кроме воды», — отметила Роза Фоше, соавтор статьи и сотрудница факультета биологических наук в Университете Райса (Хьюстон, Техас, США).

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.