Сухопутные предки китов уже были отличными ныряльщиками

Переход к водному образу жизни был одним из великих событий в эволюционной истории млекопитающих, наравне с адаптацией к полету или началом прямохождения. Хотя предки китов были сухопутными копытными, родственными современным бегемотам, всего через несколько миллионов лет в облике их потомков проявились черты, свойственные плавающим животным: сначала они походили на выдр, затем — на тюленей, и наконец — на китов.

Чтобы понять, как быстро произошел переход китообразных на новый образ жизни, ученые из Университета Торонто (Канада) изучили эволюционную историю китов на молекулярном уровне и сосредоточились на белке родопсине, который поглощает свет и посылает сигнал, идущий из сетчатки в мозг.

Ученые объяснили свой выбор тем, что родопсин отвечает за восприятие света, а по освещенности воздушная и водная среды различаются довольно сильно. Животным, адаптирующимся к плаванию, приходится приспосабливаться к жизни в новом, более темном мире, и, судя по результатам исследования, последний общий предок китов, живший на суше, уже мог видеть под водой.

Изучив гены родопсина современных китов и их ближайших родственников, ученые смогли восстановить ген родопсина, свойственного сухопутным предкам китов. Затем этот «древний» родопсин был встроен в ДНК лабораторных культур клеток, чтобы наработать сам белок, который потом был очищен и использован для дальнейшего изучения.

Оказалось, что родопсин в глазах предков китов уже был намного чувствительнее к синему свету (он глубже всего проникает в толщу воды), чем это можно было ожидать от сухопутного животного. Также биохимические свойства полученного белка доказывают, что глаза этих давным-давно вымерших животных могли быстро перестраиваться между различными уровнями освещенности, что типично для ныряющих видов, например, тюленей.

Вероятно, предки китов не просто жили на морском побережье, но и охотно ныряли за пищей в морские глубины, разыскивая там корм или спасаясь от хищников. В конечном итоге их копыта стали ластами, и первый протокит, похожий на гигантскую выдру, в последний раз спустился с берега, чтобы больше не возвращаться на сушу.

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.