Асимметрия черепа помогла «прозреть» слепым тетрам

Известно, что симметрия живых организмов опосредуется генетически и играет важную роль в эволюции. Так, признак часто задействуется в половом отборе: при поиске партнера «правильные» рулевые перья повышают шансы самцов деревенских ласточек, а черты лица — человека. Схожую функцию, вероятно, может выполнять асимметрия общего строения (например, у манящих крабов). Однако причины и этиология ее развития изучены слабо. По одной из гипотез, нарушение симметрии меньше зависит от давления отбора и больше — от экологических факторов. Чтобы проверить эту гипотезу, авторы новой работы изучили онтогенез пещерной формы рыб Astyanax mexicanus — слепых тетр.

Как и зрячая форма A. mexicanus, слепые тетры обитают в пресных водоемах неарктической экозоны (Северная Америка, Мексика) и рождаются с глазами. По мере взросления, из-за нехватки в пещерах солнечного света, анализатор редуцируется: глаза регрессируют и обрастают жировой тканью, а глазницы изменяются по типу двусторонней асимметрии. До сих пор морфология разных форм A. mexicanus рассматривалась только на примере взрослых рыб. Кроме того, остается неясным, как асимметрия влияет на ориентацию слепых тетр в пространстве. В своем исследовании ученые использовали молодых и зрелых слепых рыб из подводных пещер Тинайя и Пачон в Мексике, а также зрячих рыб.

Описание морфологии молодых рыб (шесть-восемь дней) проводилось путем оценки восьми параметров. В случае взрослых животных (1–3 года) использовались микрокомпьютерная томография (микро-КТ) и 39 точек. Затем авторы провели анализ симметрии с помощью программы MorphoJ. Основной целью работы было выяснить, характерна ли асимметрия глазниц для слепых тетр на ранних этапах онтогенеза. Результаты показали, что, как и зрячие A. mexicanus, в первые дни жизни они обладают симметричным черепом. Однако строение взрослых рыб значительно отличалось, причем, согласно статистическому анализу, асимметрия тетр не зависела от регрессии глаз и развивалась у разных популяций независимо.

Несмотря на то, что площадь глазниц у разных форм A. mexicanus была сопоставима, правая глазница слепых тетр, как правило, выдавалась вперед. Череп последних на поздних этапах развития при этом изгибался влево. По словам ученых, полученные данные впервые проясняют онтогенетические этапы возникновения асимметрии у слепых форм A. mexicanus. Специфическая деформация черепа, вероятно, помогает им ориентироваться в темноте за счет использования боковой линии — чувствительного органа, воспринимающего вибрацию и движение воды. Так, с помощью невромастов (рецепторов боковой линии) слепые тетры изучают контуры подводных пещер, плавая против часовой стрелки.

Статья опубликована в журнале PLoS ONE.

Ранее стало известно, что слепые тетры хорошо подходят для моделирования шизофрении: относительно факторов риска этого заболевания их геном оказался на 90 процентов идентичен человеческому.