Исследование показало, как древние рыбы колонизировали морские глубины

Глубокое море содержит более 90% воды в наших океанах, но только около трети всех видов рыб. Ученые долгое время думали, что объяснение этому было интуитивным — мелководные океанские воды теплые и полны ресурсов, что делает их отличным местом для развития и процветания новых видов. Но новое исследование Вашингтонского университета, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences под руководством Элизабет Миллер, сообщает, что на протяжении всей древней истории Земли было несколько периодов времени, когда многие рыбы предпочитали холодные, темные, бесплодные воды глубоководья.

«Легко взглянуть на мелководные места обитания, такие как коралловые рифы, которые очень разнообразны и интересны, и предположить, что они всегда были такими, — рассказывает Миллер, который закончил исследование в качестве постдокторанта в Школе водных и рыбных наук UW, а в настоящее время является постдокторантом в университете Оклахома. — Результаты действительно бросают вызов этому предположению и помогают нам понять, как виды рыб адаптировались к серьезным изменениям климата».

Глубокое море обычно определяется как все, что находится ниже 650 футов, глубина, на которой уже недостаточно солнечного света для фотосинтеза. Это означает, что там гораздо меньше пищи и тепла, чем на мелководье, что делает его трудным местом для жизни. Но, проанализировав взаимоотношения рыб с использованием их генетических записей, насчитывающих 200 миллионов лет, Миллер смог выявить удивительную эволюционную закономерность: темпы видообразования, то есть то, как быстро развивались новые виды, менялись с течением времени. Были периоды, длящиеся десятки миллионов лет, когда новые виды развивались быстрее в глубоком море, чем в более мелководных районах.

В некотором смысле это открытие вызвало больше вопросов, чем ответов. Что заставляло рыб предпочитать одну среду обитания другой? Что позволило некоторым рыбам легче перемещаться в морские глубины, чем другим? И как эти древние сдвиги помогли создать разнообразие видов, которые мы имеем сегодня?

Когда Миллер нанесла эти скачкообразные темпы видообразования на график истории Земли, она смогла определить три основных события, которые, вероятно, сыграли свою роль.

«Первым был распад Пангеи, который произошел между 200 и 150 миллионами лет назад. Это создало новые береговые линии и новые океаны, что означало, что у рыб было больше возможностей перемещаться с мелководья на глубину. Внезапно появилось намного больше точек доступа «, — поясняет исследовательница.

Следующим был меловой жаркий парниковый период, который произошел примерно 100 миллионов лет назад и ознаменовал одну из самых теплых эпох в истории Земли. За это время многие континенты были затоплены из-за повышения уровня моря, создав большое количество новых мелководных районов по всей земле.

«Примерно в этот период мы действительно видим, как мелководные рыбы выходят и диверсифицируются. Мы можем проследить многое из видового разнообразия, которое мы видим на мелководье сегодня, до настоящего времени», — отмечает ученый.

Третьим событием стало еще одно крупное климатическое изменение около 15 миллионов лет назад, известное как климатический переход среднего миоцена. Это произошло из-за дальнейшего смещения континентов, что вызвало серьезные изменения в циркуляции океана и охладило планету — вплоть до глубоководья.

«Примерно в это время мы видим, что темпы глубоководного видообразования действительно ускоряются. Особенно этому способствовали холодноводные рыбы. Многие виды, которые вы видите сегодня у берегов Вашингтона и Аляски, за это время разнообразились «, — подчеркивает специалист.

 

Но одни только изменения климата не объясняют, как рыба вообще колонизировала морские глубины. Не у каждого вида есть правильное сочетание признаков, чтобы выжить в более глубоких водах и использовать относительно ограниченные ресурсы, недоступные солнечному свету.

«Чтобы эволюционировать в новый вид в глубоководье, сначала нужно туда попасть, — сказала Миллер. — Мы обнаружили, что со временем менялись не только темпы видообразования, но и то, как выглядели глубоководные рыбы».

У самых ранних рыб, которые смогли перейти в глубокое море, как правило, были большие челюсти. Вероятно, это дало им больше возможностей ловить пищу, которой может не хватать на глубине. Исследователи обнаружили, что гораздо позже в истории рыбы, у которых были более длинные, сужающиеся хвосты, как правило, были наиболее успешными при переходе на глубокую воду. Это позволило им экономить энергию, передвигаясь по морскому дну вместо плавания в толще воды.

Эксклюзивный перевод*

Фото: Стивен Хэддок / Научно-исследовательский институт аквариума Монтерей-Бей

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Депутат Бессараб: при средней зарплате в 75 тыс. рублей пенсия составит 30 тыс.

9 Работник, получающий среднюю зарплату в России — 75 тысяч рублей, может рассчитывать на пенсию …