Правильное воспитание помогает рыбам выйти на сушу

Правильное воспитание помогает рыбам выйти на сушу Сухопутные условия индивидуального развития делают скелет многопёровых рыб более пригодным для прогулок по суше.
Известно, что животные смогли колонизировать сушу благодаря неким особенным рыбам, которые смогли сменить среду обитания. Как это произошло – одна из самых больших загадок в биологии, хотя и нельзя сказать, что совсем безнадёжная. До наших дней дожили некоторые виды рыб, которые довольно похожи на предполагаемое «переходное звено». Первыми на ум приходят, конечно, двоякодышащие с их лёгкими, однако Эмили Стэнден (Emily Standen) из Университета Макгилла и её коллеги экспериментировали не с двоякодышащими, а с нильскими многопёрами, или биширами, которые менее известны, но не менее интересны. Как оказалось, чтобы рыбы вышли на сушу, нужно, чтобы они на ней выросли.
У многопёров есть специфический плавательный пузырь из двух отделов, являющийся фактически вторым органом дыхания (помимо жабр), а грудные плавники представляют собой мощные лопасти, подобные тем, какие можно видеть у кистепёрых латимерий. На грудные плавники многопёры опираются, ползая по суше – живут они в заилённых, болотистых водоёмах,и потому им часто бывает нужно переползти из одной лужи или озерца в другое. В общем, они объединяют в себе признаки и двоякодышащих, и кистепёрых, и ещё одной древней группы – хрящекостных рыб (к которым относятся, например, осетры). Считается, что многопёры возникли как раз в то время, когда случилось расхождение между обычными (лучепёрыми) рыбами, лопастепёрыми (латимериями и двоякодышащими) и предками современных сухопутных животных.
Могли ли многопёры (или кто-то очень похожий на них) в незапамятные времена выйти из воды? Чтобы узнать это, исследователи взяли почти полторы сотни молодых двухмесячных нильских многопёров и разделили их на две группы: одних растили в аквариуме, где воды было вдоволь, других – в террариуме. Спустя восемь месяцев у тех и у других сравнивали строение скелета, умение плавать и умение передвигаться по суше.
В статье, опубликованной в Nature, авторы работы пишут, что многопёры, росшие в террариуме, то есть, фактически, на суше, оказались лучшими «ходоками», и их скелет был более приспособлен к «ходьбе». Если у водных экземпляров грудные плавники расходились в сторону, то у сухопутных они развивались так, что оказывались прямо под телом, поднимая рыбу над поверхностью и принимая на себя вес тела. И, когда многопёр отталкивался от земли, плавники не разъезжались, и рыба могла довольно быстро идти (как это можно увидеть вот здесь).
Сухопутное воспитание привело к тому, что у рыб изменились кости плечевого пояса. Кость, эквивалентная нашей ключице, стала длиннее, её соединения с другими костями стали прочнее, но сама по себе она стала тоньше – чтобы не мешать голове, которая при передвижении рыбы по суше сильно мотается из стороны в сторону (см. видео выше). Некоторые сочленения в плечевом поясе редуцировались, чтобы череп многопёров смог двигаться вверх-вниз. Рыбам, вообще говоря, подвижность черепа ни к чему, вода их поддерживает, и им потому легко изменить направление и ориентацию тела в пространстве, чтобы посмотреть в ту или в другую сторону. На суше двигать всем телом неэффективно и требует больших энергетических затрат, проще снабдить дополнительными «степенями свободы» саму голову.
Именно такие изменения, которые удалось экспериментально развить в многопёрах, обнаруживаются в ископаемых находках, относящихся ко времени выхода животных на сушу. Полученные результаты говорят в пользу того, что древние рыбы вовсе не обязательно должны были выходить из воды с уже готовыми прототипами наземных конечностей. Даже непригодные для ходьбы плавники могли оптимизироваться под требуемые условия благодаря пластичности индивидуального развития, благодаря тому, что гены позволяли «воспитывать» признак в нужном направлении. Правда, теперь нужно выяснить, как плоды такого «воспитания» могли закрепиться среди тех, кто решил выйти на сушу. Очевидно, что здесь не обойтись без молекулярных исследований, и очевидно, что тут придётся наблюдать за несколькими поколениями сухопутных многопёров.
Стоит добавить, что несколько лет назад похожее исследование было выполнено с двоякодышащими протоптерами. Зоологи из Чикагского университета (США) решили проверить, могут ли они перемещаться по суше на своих тонких, нитевидных плавниках, которые, на первый взгляд, к этому никак не приспособлены. Хотя в природе протоптеры не используют плавники для передвижения по суше, в эксперименте они продемонстрировали, что в принципе ничего невозможного тут нет: с точки зрения подвижности плавники протоптеров могут служить эквивалентом лап. Кроме того, в воде рыба весит меньше, и, ползая по дну, вполне может полагаться на свои тонкие, нитевидные плавники, которые для суши, возможно, не так уж и подходят. Так или иначе, дальнейшие исследования двоякодышащих и многопёровых рыб могут в скором времени окончательно разрешить проблему выхода позвоночных животных на сушу.
Кирилл Стасевич Источник: nkj.ru


commnetКомментарии

Пожалуйста, войдите / зарегистрируйтесь
или авторизируйтесь через любую соц. сеть, чтобы оставить комментарий.


Похожие новости
Решена одна из величайших загадок биологии 28 дек. 2018 г.

Решена одна из величайших загадок биологии

Международная группа ученых впервые обнаружила механизм, который контролирует репликацию (удвоение) молекулы ДНК. В течение десятилетий оставалось неизвестным, как обеспечивается правильная и безошибочная очередность копирования отдельных фрагментов ДНК...

дальше...

Ученые обнаружили недостающее звено эволюции 19 янв. 2014 г.

Ученые обнаружили недостающее звено эволюции

Специалисты полагают, что эта рыба является переходным звеном между водными позвоночными животными и четвероногими существами. Ученые Гарвардского университете предполагают, что это существо, возможно, является недостающим звеном эволюции. Обнаруженные...

дальше...

Учёные обнаружили в Африке останки ранее неизвестного предка человека 10 сент. 2015 г.

Учёные обнаружили в Африке останки ранее неизвестного предка человека

Мы наивно полагаем, что знаем всё или почти всё об эволюции своего рода, именуемого на латыни Homo, но это далеко не так. Открытия последних лет наглядно демонстрируют, что некоторые звенья эволюционной цепи нам лишь предстоит обнаружить в будущем. Открытие...

дальше...

Руки человека оказались мутировавшими жабрами 19 апр. 2016 г.

Руки человека оказались мутировавшими жабрами

Фото: Bernard Weil / Zuma / Globallookpress.comГруппа генетиков из Кембриджского университета и Морской биологической лаборатории (Marine Biological Laboratory) показали, что конечности человека могли эволюционировать из жабр хрящевых рыб, таких как акулы...

дальше...

7 крупнейших нерешенных загадок науки 30 мая 2015 г.

7 крупнейших нерешенных загадок науки

За последние два столетия наука ответила на множество вопросов о природе и законах, которым она подчиняется. Мы смогли исследовать галактики и атомы, составляющие материю. Мы построили машины, которые могут считать и решать проблемы, неподвластные решению...

дальше...

АДС - автомат для стрельбы под водой и на суше 04 апр. 2014 г.

АДС - автомат для стрельбы под водой и на суше

Россия была и остается лидером в создании оружия для боевых пловцов. «Создание универсального подводно-надводного автомата равносильно созданию прозрачного танка», - заявил один из американских специалистов, занятых разработкой такого оружия. Трудно...

дальше...

На что идти в кино в ближайшие две недели: "Удивительное путешествие доктора Дулиттла", "Зима", "Зов предков" и не только 16 февр. 2020 г.

На что идти в кино в ближайшие две недели: "Удивительное путешествие доктора Дулиттла", "Зима", "Зов предков" и не только

Роберт Дауни — младший в фильме "Удивительное путешествие доктора Дулиттла"Первая половина февраля позади, а значит, пришло время рассказать о киноновинках, которые выйдут на экраны в оставшиеся две недели последнего зимнего месяца этого года. Как провести...

дальше...

В скелете ребёнка обнаружен паразит возрастом 6 200 лет 22 июня 2014 г.

В скелете ребёнка обнаружен паразит возрастом 6 200 лет

В скелете ребёнка, которому более 6 200 лет, учёные обнаружили самые ранние из известных свидетельств поражения организма человека паразитическим червём. И сегодня он по-прежнему поражает более 200 миллионов человек по всему миру.Археологи в ходе раскопок...

дальше...

Последние новости

Новости на сегодня 28 июля 2021 г.