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) — 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.
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.
Комментарии
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.