Биолог вскрыл ящик с загадками глаз камбалы
Эволюция камбалообразных (Pleuronectiformes) продолжительное время оставалась для учёных нерешённой задачей. Палеонтологи никак не могли найти переходное звено между «односторонней» камбалой и её симметричными собратьями. Не было возможности проследить за тем, как рыба приспособилась к донному образу судьбы.
К камбалообразным относят палтуса, морского языка, фактически камбалу и ещё около пятисот видов рыб. У взрослых представителей этого отряда глаза расположены на одной стороне тела. Наряду с этим у личинок строение тела симметричное, но по мере взросления (и перехода на донный образ судьбы) один глаз «мигрирует» на ту часть туловища, что делается верхней.
Но так как в соответствии с теории Дарвина, чтобы этот процесс закрепился у сейчас существующих рыб, их предкам было нужно претерпеть подобные постепенные трансформации на себе в течение нескольких тысяч поколений.
Необыкновенное анатомическое свойство в течении десятилетий смущало научные умы. Доходило до того, что кое-какие биологи кроме того подвергали сомнению теорию естественного отбора (но, как и доводы в пользу быстрого трансформации животных), ссылаясь на нежизнеспособность переходных форм рыб.
А всё по причине того, что эти самые переходные формы не были отысканы. Нигде.
Вид слева и справа образцов окаменелостей Heteronectes chaneti (правосторонняя морфа) до и по окончании обработки кислотой (фото Matt Friedman).
О камбалообразных рассуждали Жан-Баптист Ламарк (Jean-Baptiste Lamarck), Альфред Рассел Уоллес (Alfred Russel Wallace), Рихард Гольдшмидт (Richard Goldschmidt). Кроме того сам Чарльз Дарвин не решил для себя эту эволюционную тайную.
И вот, наконец, «трио», талантливое поведать о пошаговой эволюции и происхождении этих рыб всё и ещё мало, — отыскано.
Сделал это ответственное открытие Мэтт Фридман (Matt Friedman), аспирант чикагского университета (University of Chicago), о чём и поведал в собственной статье в издании Nature.
Любопытно, что для этого ему не было нужно искать останки рыб в каких-то весьма уж необыкновенных местах.
Фридман отыскал как минимум два переходных звена, всего лишь покопавшись в музейных запасниках (время от времени для этих целей возможно посмотреть под стол для пинг-понга либо в школу).
Само собой разумеется, «всего лишь» — это кроме того в этом случае не самое верное описание случившегося. Учёному было нужно изрядно потрудиться и перелопатить гору окаменелостей, дабы представить образцы мировому научному сообществу в том состоянии, в каком мы видим их на данный момент.
Увеличенные изображения головы Heteronectes chaneti: в сравнении видно, что левый глаз поднят выше правого (фото Matt Friedman).
«В то время, когда я в первый раз наткнулся на одно из ископаемых, оно лежало в каком-то коробке с пометкой „кусок окаменелых останков малоизвестной рыбы из Монте-Болька (Monte Bolca), Италия“. И поверьте мне, в то время оно смотрелось совсем не так, как сейчас», — говорит Мэтт.
Вправду, пример эры эоцена тогда был раздроблен, покрыт пылью и сажей. Но выдержка и слабая кислота в течение некоего времени сделали собственное дело. Фридман понял, что перед ним новый вид плоских рыб с ассиметричным черепом.
Новооткрытый вид он назвал Heteronectes chaneti.
В заглавии первое слово является объединениемгреческого «heteros» (различный, всевозможный) и «nectri» (пловец). Второе восхваляет Бруно Шане (Bruno Chanet), одного из первых исследователей ископаемых рыб.
Таким вот образом в ходе работы Мэтт совершил открытие в Музее естествознания в Вене (Naturhistorisches Museum Wien) и по-новому трактовал информацию об окаменелостях, каковые больше много лет пролежали в подобных учреждениях в Лондоне (Natural History Museum) и Париже (Museum national d?Histoire naturelle).
«Что касается второй группы образцов, то нашедшие их палеонтологи отнесли виды к плоским рыбам, но посчитали, что замечаемая асимметрия показалась в ходе петрификации», — поясняет Фридман.
Разные образцы скелетов Amphistium paradoxum (правосторонняя морфа) из Лондона (вверху) и Вены (в середине), и Amphistium altum (внизу) (фото Matt Friedman).
Но, воспользовавшись способом компьютерной томографии, Мэтт понял, что представители видов Amphistium altum из Лондона и Amphistium paraxodum из Парижа владеют приблизительно одним и тем же смещением глазниц. А такое вряд ли было бы быть может, будь это следствием окаменения останков.
Тут и тут смотрите видео, иллюстрирующее результаты, полученные посредством компьютерной томографии. В обоих видеороликах продемонстрирован череп Amphistium paradoxum (правосторонняя морфа).
Как раз именно поэтому способу Мэтт доказал, что черепа Amphistium асимметричны (один глаз не выходил на противоположную половину, а только поднимался чуть выше, отмечает исследователь в пресс-релизе университета).
Помимо этого, Фридман доказал, что найденные особи являлись взрослыми. Данный вывод он сделал, во-первых, на основании данных по длине тела рыб, а во-вторых, по степени окостенения скелета (у этих особей процесс очевидно закончился).
В этом случае это крайне важно, поскольку получается, что предстоящего сдвига глазниц у них не происходило. Но и это не всё.
Представители рода Amphistium, Наверное, были хищниками. В животе одного из них были отысканы останки второй рыбы (выделены посредством компьютерной обработки изображения).
Это опять подтверждает родство с камбалообразными (иллюстрация Matt Friedman).
Красок добавило ещё одно открытие: у разных представителей одного вида глаза были «развёрнуты» на различную сторону, другими словами в случае если у одной особи мигрировал левый глаз, то у второй – правый. У сейчас живущих рыб для того чтобы ещё никто не встречал: особям одного вида характерна или правосторонняя, или левосторонняя миграция глаза.
Все эти сведенья ещё раз говорят о том, что камбалообразные не стали собственного рода закрепившейся неточностью природы. Напротив, они целенаправленно эволюционировали, для получения превосходства над собственными сородичами.
Выделим, что в этом случае применение обоих глаз стало большим преимуществом (в сравнении с вариантом, если бы один глаз так и оставался на нижней стороне и по большому счету не был задействован).
Мэтт Фридман практически сделал себе карьеру на музейных запасниках. Так, в 2006 году он со своим сотрудником продемонстрировал, что та особь, которую ранее относили к лучепёрым, была латимерией.
«Я предполагаю, что для многих учёных музейные коллекции – это что-то в далеком прошлом известное, запылившееся, древнее. Но это не просто места долгого хранения. Я уверен — посредством новых способов мы сможем найти большое количество нового и занимательного кроме того в архивах», — говорит Мэтт.
«Мне как биологу и палеонтологу-дарвинисту было приятно ещё раз продемонстрировать, что изучение таких необыкновенных современных видов животных не обходится без изучения их истории», — додаёт будущий врач (а в том, что он возьмёт эту степень, никто уже не сомневается).
Фридман расположил Heteronectes и Amphistium на древе исторического развития рыб, после этого выстроил более несложную филогенетическую структуру, которая наглядно демонстрирует изменение симметрии и миграцию глаза черепа (внизу). Вверху справа продемонстрированы реконструированные изображения левой половины тела рыб рода Amphistium: на переднем замысле левосторонняя морфа, на заднем – правосторонняя (иллюстрация Matt Friedman).
Большое количество чего ещё смущало Дарвина. Но, думается, понемногу мы, его потомки, раскрываем недоступные очень способному учёному тайны. К примеру, сравнительно не так давно амборелла поведала о происхождении цветковых растений, а насекомые разрешили альтруистический парадокс.
А какое количество ещё таких неразрешённых вопросов….
Тем временем Фридман не признаётся, какие конкретно музеи он сейчас планирует посетить, но говорит, что дел невпроворот. А это значит, что скоро нас ожидают новые, быть может, не меньше сенсационные работы. Удачи, Мэтт!
