• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14.07.2024, 09:06
Михаил Орлов
10
1 948

Глобальное потепление в прошлом заставило акул подняться к поверхности и стать суперхищниками

❋ 4.5

Акулы славятся силой, размерами и хищным нравом, однако всегда ли древние хрящевые рыбы были такими? Авторы нового исследования рассмотрели множество современных акул и их вымерших предков и выяснили, что в мезозое эти рыбы обитали у дна. Однако сильный нагрев воды океана из-за глобального потепления — вплоть до 28 градусов на поверхности — заставил их переселиться на меньшую глубину, изменить плавники, вырасти и стать знакомыми нам эффективными хищниками.

Мегалодон (Otodus megalodon или Carcharocles megalodon)
Мегалодон (Otodus megalodon или Carcharocles megalodon) — вид вымерших акул из семейства Otodontidae / © Alex Boersma, PNAS

Среди жителей современной биосферы Земли есть как очень молодые, так и очень древние. Скажем, приматы возникли сравнительно недавно, а акулы или, например, губки существуют уже сотни миллионов лет. Авторы новой статьи в журнале Current Biology заинтересовались прошлым акул — довольно примитивных хрящевых рыб, появившихся более 400 миллионов лет назад. В скелете таких животных нет костей — он полностью состоит из хряща, что отражено в названии класса. Помимо акул к хрящевым рыбам также относят скатов, химер и ряд их вымерших родичей.

При этом современные группы акул, представителей которых мы можем наблюдать в живом виде, возникли 200 миллионов лет назад. То есть в начале мезозоя — эры господства динозавров и прочих гигантских рептилий.

Чтобы реконструировать эволюцию рыб, ученые собрали данные о 490 современных видах акул (что составляет 90 процентов от общего числа). Биологи разделили их согласно глубине обитания на бентические (живущие у дна), пелагические (живущие в толще воды и активно плавающие) и бентопелагические (нечто среднее). Оказалось, что вопреки ожиданиям у дна живет большинство современных акул (70 процентов), тогда как привычных нам и заметных у поверхности — лишь 13 процентов.

Это предполагает, что современные группы акул исходно возникли в придонных частях морей и лишь затем освоили мелководье. Чтобы проверить гипотезу, биологи создали модель изменения ряда признаков акул в ходе эволюции, используя данные о живых и вымерших животных.

Оказалось, что предки современных акул действительно были бентическими рыбами. Однако затем многие из них начали активно переселяться поближе к поверхности. Первый, наиболее важный эпизод «подъема» акул произошел где-то 122 миллиона лет назад, это были рыбы из отряда ламнообразные. 20-30 миллионов лет спустя их примеру независимо друг от друга последовали кархаринообразные акулы, затем (уже в кайнозое) еще три группы — так называемые светящиеся акулы, а позднее — карликовые колючие и китовые акулы.

Эволюционные изменения морфологии современных групп акул. Цветами показаны бентические рыбы (оранжевый), бентопелагические (фиолетовый), пелагические (синий). А. Независимый переход групп акул к пелагическому образу жизни. B. Изменения соотношения длины и ширины грудных плавников. C. Изменения размеров тела от рыла до основания хвоста / © Phillip C. Sternes et al., 2024, Current Biology

Что же подвигло придонных рыб резко изменить свой образ жизни? По всей видимости, глобальное потепление, которое во времена мелового термального максимума ставило климатические рекорды: средняя температура поверхностного слоя океана тогда превысила 28 градусов Цельсия. Кстати, сейчас это значение ниже на 10 с лишним градусов.

Проблема акул состояла в том, что нагрев воды снизил концентрацию растворенного кислорода. Избегая удушья, многие (однако не все) предки современных акул стали переселяться повыше, где к тому же вода была теплее, более населенной и в целом царили совсем другие условия.

Биологи показали, что переход к пелагическому образу жизни заметно сказался на устройстве тела акул — морфологии. В частности, их исходно короткие и округлые плавники становились все длиннее (если сравнивать с шириной), что повысило маневренность. Тело акул в целом выросло, это оценили по длине рыб от рыла до основания хвоста. Соответственно возросла и их мышечная сила, оцененная по устройству мышц и числу ударов хвостом на единицу времени. В результате акулы научились быстрее плавать — эксперименты на современных хрящевых показывают, что рост температуры воды действительно делает их лучшими пловцами.

Наконец, акулье переселение также привело к росту их разнообразия в новой среде. Возникали другие формы, которые активно осваивали доступные экологические ниши. Таким образом облик более флегматичных придонных рыб, которые могут позволить себе полежать на дне без риска задохнуться, резко изменился. Возникли живущие в постоянном движении крупные и агрессивные суперхищники, которые питаются широким кругом жертв.

Авторы подчеркивают, что температурный фактор сыграл решающую роль в эволюции акул и создал их в современном виде. Результат может быть полезен, чтобы предсказать состояние популяций акул в условиях современного глобального потепления. Которому, впрочем, пока еще очень далеко до мелового, приведшего в действие быстрые эволюционные преобразования хрящевых рыб.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Биофизик, магистр биологии. Пишет о границах живого и неживого, сложных молекулах и простых ответах природы. Ведёт канал AreaDNA в Telegram.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
9 июля, 08:26
Полина Меньшова

Подобрать тип физической активности, который лучше всего подходит человеку, можно исходя из особенностей его характера. Психологи из Великобритании определили, что люди с разными чертами личности получают больше удовольствия от разных видов спорта.

11 июля, 17:47
Денис Яковлев

Международная команда ученых оценила связь между длительностью физической активности, ее интенсивностью, риском смерти от всех причин и вероятностью развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.

11 июля, 10:30
ПНИПУ

В России от деменции страдает 1,5-1,8 миллиона человек. Распространенные формы — болезнь Альцгеймера, сосудистая, алкогольная деменции и так далее. Однако существует и малоизученная разновидность — деменция Пика. Она опасна тем, что поражает пациентов в относительно раннем возрасте, до 60 лет. Но из-за сложной диагностики и схожести симптомов с другими видами деменции часто остается не выявленной. Точных данных по России нет, так как заболевание редко фиксируется. Ученые Пермского Политеха и ПГМУ имени Вагнера провели морфологическое исследование мозга пациентки с симптомами деменции и подтвердили болезнь Пика. Это первое подобное исследование за 25 лет, которое поможет в диагностике и изучении заболевания.

8 июля, 09:23
Полина Меньшова

Принято считать, что люди с развитыми когнитивными способностями отличаются высокими моральными принципами. Ученые из Великобритании решили проверить этот тезис научными методами и пришли к противоположному выводу.

9 июля, 08:26
Полина Меньшова

Подобрать тип физической активности, который лучше всего подходит человеку, можно исходя из особенностей его характера. Психологи из Великобритании определили, что люди с разными чертами личности получают больше удовольствия от разных видов спорта.

9 июля, 12:05
Редакция Naked Science

В июне 2025 года ВК покинули 1,2 миллиона авторов контента. Это резкое ускорение их бегства в сравнении с предшествующими месяцами. Одновременно число авторов на других платформах растет, в результате по этому показателю соцсеть обогнал не только Telegram, но и запрещенный Instagram*. Причиной происходящего многие наблюдатели посчитали совокупность решений менеджмента компании за последние годы.

17 июня, 16:49
Адель Романова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

[miniorange_social_login]

Комментарии

10 Комментариев
Igor Jirkov
09.09.2024
-
0
+
"разделили их согласно глубине обитания на бентические (живущие у дна), пелагические (живущие в толще воды и активно плавающие) и бентопелагические (нечто среднее)." К глубине, на которой живут организмы эта классификация никакого отношения не имеет. Дно есть и на малых глубинах, а толща воды и на больших.
Степан Жук
14.07.2024
-
0
+
У дна теплее, чем у поверхности? Нет. Наоборот, у поверхности теплее, чем на дне. Зачем тогда с холодного дна акулы, чтобы не задохнуться, поднимались к более тёплым водам? Перевод кривой? Скорее всего акулы, чтобы не задохнуться на дне, стали активнее двигаться, что и позволило им занять другую нишу обитания. Причём, судя по современному состоянию - это была лишь очень незначительная часть акул. Так что заголовок и статья какие-то кривые.
    Степан, перевод прямой, но вам стоит вспомнить, что в отличие от современного океана океан мезозоя был прогрет равномерно. даже на километровых глубинах, где сейчас +4, в мезозое были стабильные +/20. Резкого перехода от поверхностной теплы воды как сегодня к намного более холодным глубинам просто не было.
    +
      ещё комментарии
      Igor Jirkov
      09.09.2024
      -
      0
      +
      Александр, при +20° кислорода там не было. Холодная вода, опускаясь у Антарктиды (преимущественно) приносит и кислород. Она более плотная, потому что более солёная (из-за образования льда). Если льда нет, то нет и вертикальной конвекции, а следовательно и кислорода. Увеличение плотности из-за испарения не обеспечивает такого водообмена, к тому же тёплая вода бедна кислородом. Поэтому на глубинах вообще кислорода не было. Но авторы статьи про кислород как причину эволюции вообще не пишут.
        Igor, я видел на этот счет и иные мнения: "The Mesozoic deep sea is unlikely to have become completely anoxic globally owing to vertical halothermal circulation at low latitudes, allowing the possibility of oxygenated refuges in deep water. "
          Александр, и что же я такого крамольного сказал что забанили?
          Igor Jirkov
          11.09.2024
          -
          0
          +
          Александр, это откуда? И неправда. Да, испарение тоже увеличивает плотность воды, вызывая вертикальную циркуляцию. Но её интенсивность не обеспечит глубины кислородом. Сейчас такая циркуляция есть, например, в Персидском заливе. И уже на 1 км там почти нет кислорода.
            Igor, это отсюда https://www.jstor.org/stable/20106217 А правда или нет -- мне лично неизвестно. Известно, что в толще вод в мезозое не было биологической пустыни. Чего было бы сложно избежать, если бы там не было кислорода. В том же Персидском заливе на глубине в нашу эпоху не особенно оживленно.
              Igor Jirkov
              11.09.2024
              -
              0
              +
              Александр, предположение автора статьи основано исключительно на филогенетических соображениях и о различиях фаун мелководий и глубоководий. Ни то, ни другое, на мой взгляд, не аргумент. Я ещё уточню у коллег. Впрочем, даже в Википедии https://en.wikipedia.org/wiki/Anoxic_event#Mechanism пишут о несомненном неоднократном отсутствии кислорода на глубине. Фактам в Википедии обычно можно верить. Что касается перечисленных там гипотез, на мой взгляд, все они неправильны, но это долгий разговор.
                Igor, аноксия несомненно периодически происходит -- в силу извержений и иных событий. Она и сегодня локально случается -- см. Черное море. Но сплошной аноксии на дне океана в мезозое нет. Иначе не было бы многих находок.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно