Крила як у птаха, ноги як у павука, а живе під водою: вчені показали дивовижну істоту

Згідно з новим дослідженням, деякі види морських малиновок, дивовижних донних океанічних риб, використовують ноги, вкриті смаковими рецепторами, щоб знаходити та викопувати здобич на морському дні.

Про це пише CNN.

Автори двох нових досліджень стверджують, що морські малиновки настільки майстерні у викопуванні здобичі, коли вони ходять дном океану на своїх шести кінцівках, що інші риби супроводжують їх в надії вкрасти здобич.

“Морські малиновки закружляли мені голову, бо в них було тіло риби, крила птиці та безліч ніг, як у павука. Я не бачив інших риб, які б виглядали так, ніби зроблені з частин тіл різних видів тварин”, — розповів співавтор обох. досліджень професор Девід Кінгслі зі Стендфордського університету.

Кінгслі та його колеги вирішили вивчити морських малиновок у лабораторних умовах та виявили безліч сюрпризів, зокрема відмінності між видами морських малиновок та генетику, що відповідає за їх незвичайні риси. Найдивовижнішим чином, на думку вчених, еволюціонували плавці. Вони стали схожі на ноги, але при цьому здебільшого виконують функцію органів чуття.

Результати нового дослідження дозволяють зрозуміти складний механізм еволюційної адаптації в середовищі проживання. Здібності морських малиновок “пробувати” здобич за допомогою своїх швидко рухомих і високочутливих кінцівок якраз є яскравим і захопливим прикладом такого механізму.

Химера, яка реально існує

За словами співавтора дослідження, постдокторанта Емі Герберта зі Стенфорда, незвичайні “ноги” морських малиновок насправді є продовженнями їх грудних плавців.

“Ми зупинилися на терміні “ноги” через дивовижну функцію ходьби цих кінцівок. Однак вони не мають тієї ж структури, що і людські ноги, і виконують іншу функцію”, — розповіла Герберт.

За словами вченої, інші види риб теж мають модифіковані грудні або черевні плавці, які дозволяють їм “ходити” або “сидіти” на дні. Але морські малиновки можуть рухати ногами окремо, що дозволяє їм ефективніше викопувати здобич.

За словами провідного автора дослідження, біолога Корі Алларда з Гарварду, еволюція плавників у морських малиновок сталася нещодавно в масштабі всієї історії існування життя на Землі.

“Ми хотіли використовувати їх як модель, щоб зрозуміти, як створюється новий орган”, — пояснив Аллард.

Дослідники вивчали малиновок в лабораторних умовах, щоб побачити, як вони знаходять видобуток у ґрунті на дні акваріума. Виявилося, що риби перемежовують короткі періоди звичайного плавання та ходьби дном. Причому вони безпомилково вибирали місце, де треба “копати”, навіть коли не мали жодних видимих підказок про те, де знаходиться здобич, і знаходили не тільки живих істот, якими харчуються в природі, а й подрібнений корм з мідій та окремі амінокислоти.

Дива генетики ходячих риб

У ході своїх досліджень вчені виявили, що серед різноманіття видів морських малиновок є такі, які не вміють викопувати здобич і використовують “ноги” тільки для ходьби. Проаналізувавши генетику і ареал цих видів, вчені дійшли висновку, що в ході еволюції ці види розділилися приблизно 10-20 мільйонів років тому, а отже смакові рецептори на “ногах” з’явилися після цього, тобто в масштабах еволюції “майже вчора”. Вид малиновки Prionotus carolinus, який має на ногах смакові рецептори, зустрічається лише в кількох місцях на планеті – на піщаному мілководді Нової Англії в Австралії та на верхньому східному узбережжі Атлантичного океану.

Дослідження показало, що здатність копати ґрунт та розвиток на “ногах” смакових рецепторів стали можливими завдяки еволюції регуляторного гена tbx3, який є також у людей, мишей, курей та інших видів риб.

“Ця риба відростила ноги з використанням ті ж самих генів, що сприяють розвитку наших кінцівок, а потім перепрофілювала їх для пошуку здобичі за допомогою тих же генів, які наші язики використовують для визначення смаку їжі. Звучить досить дико”, — розповів співавтор дослідження гарвардський професор Нік Беллоно.

Навіщо рибам пробувати їжу “ногами”

Але чому тільки деякі морські малиновки розвинули ці дивні кінцівки та дивовижну сенсорну здатність? У дослідників є кілька гіпотез.

На думку вчених, однією з причин є те, що використання ніг для виявлення заритої здобичі дає їм ще один спосіб пошуку їжі. Інша причина може бути в тому, що ходьба замість плавання в певному довкіллі може бути більш енергоефективною.

Крім зміненої будови скелета та м’язів плавників, які тепер дозволяють малиновкам ходити, у них з’явилися й адаптаційні зміни у нервовій системі, пов’язані з цією здатністю.

Корі Аллард і Емі Герберт тепер відкривають власні лабораторії в Гарварді та університеті Чикаго, щоб розкрити точні механізми, що лежать в основі еволюції сенсорних кінцівок морських малиновок.