Исследование связи формы носа акулы с чувствительностью обоняния
Акулы известны как «супернюхачи», использующие обоняние для обнаружения запахов, связанных с поиском добычи и партнёров, коммуникацией и избеганием хищников. Их обонятельная система уникальна, так как отделена от дыхательной, в отличие от человека. Акулы используют жабры для получения кислорода, а две ноздри на голове улавливают запахи из окружающей среды.
Несмотря на общее сходство обонятельных систем у пластиножаберных (акулы, скаты), морфология их обонятельного органа, или «розетки», существенно различается. Розетка, расположенная в рыле, представляет собой многослойную структуру, покрытую как нечувствительной, так и сенсорной тканью, реагирующей на молекулы запахов в воде. Число, размер и расположение пластин (ламелл) различаются у разных видов, но функциональные последствия этих различий до конца не изучены.
Исследователям ещё не удалось связать размер и сложность органа с чувствительностью обоняния ни у костистых рыб, ни у пластиножаберных. Различия в обонятельных системах акул представляют особый интерес не только из-за их репутации, но и потому, что эти животные существуют со времён динозавров и процветают в различных морских средах — их обоняние могло быть ключом к успеху.
Исследователи из Florida Atlantic University впервые количественно оценили морфологию обонятельного органа, изучив форму розетки и её внутреннюю структуру у различных видов акул. Для этого использовались:
- Диссекции.
- Филогенетические сравнения.
- Метод диффузионной йод-контрастной компьютерной томографии (diceCT).
Результаты, опубликованные в Journal of Morphology, показали, что форма органа и количество ламелл не меняются на протяжении всей жизни, что указывает на ключевую роль обоняния для пластиножаберных.
Основные выводы:
- В удлинённых розетках обнаружено больше ламелл, чем в коротких и широких.
- Филогенетический анализ показал, что двумерная форма и количество ламелл критически важны для понимания вариаций розеток у неродственных видов.
- Измерения объёма и формы розетки, полученные с помощью diceCT in situ, не показали значимых отличий от данных диссекции, подтверждая валидность обоих методов.
«Наши данные следует использовать для дальнейшего изучения вариаций розеток, исследуя гидродинамику обонятельной системы с помощью 3D-моделей и оценивая физиологическое влияние потока на связывание одорантов», — отметила старший автор работы Марианна Э. Портер, Ph.D.
Изучённые виды и типы розеток:
- Акула-лопата (S. tiburo): узкие и удлинённые розетки.
- Обыкновенная морская лисица (A. vulpinus) и акула-мако (I. oxyrinchus): сходные розетки — почти одинаковые по ширине и длине, с более толстым швом, меньшим числом ламелл и большим расстоянием между ними.
- Чернопёрая акула (C. limbatus) и остроносая акула (R. terraenovae): розетки промежуточного типа.
- Другие виды молотоголовых акул имеют длинные тонкие обонятельные органы, похожие на орган акулы-лопаты.