Исследование прольёт свет на генеалогическое древо глубоководных рыб

Глубоководная зона может быть крупнейшей средой обитания на Земле, которая ещё не исследована систематически. Из-за низких температур, экстремальной глубины и кромешной тьмы ниже примерно 650 футов (200 метров) технологически сложно и очень дорого собирать и наблюдать биоразнообразие, процветающее в этой загадочной экосистеме.

Теперь Мэтт Дэвис и Лео Смит из Университета Канзаса получили трёхлетний грант в размере $575 000 от Национального научного фонда (NSF) для изучения эволюционных паттернов и разнообразия трёх широко распространённых линий глубоководных рыб: ящероголовых, миктофовых и удильщиковидных (драконовых рыб).

Цель и ключевые вопросы

• Исследователи стремятся понять, какие факторы сформировали наблюдаемое сегодня биоразнообразие глубоководной зоны.
• Один из аспектов — изучение паттернов диверсификации и накопления видов в эволюционных линиях с течением времени.
• Цель — выявить периоды в эволюционной истории, когда развитие группы значительно менялось с точки зрения темпов видообразования и вымирания.

Адаптации глубоководных рыб

Многие виды этих линий обладают общими физическими чертами, являющимися примерами эволюции в этой среде:

• Крупные кинжаловидные зубы: Используются хищными рыбами для захвата и удержания добычи.
• Окраска: Тела рыб обычно чёрные или красные. Красный цвет практически невидим для многих глубоководных организмов, так как его длина волны плохо распространяется в воде.
• Биолюминесценция: Крайне распространена в глубоководной зоне, где мало или нет проникающего солнечного света. Свет излучается и демонстрируется через различные анатомические структуры (например, удочка удильщика или видоизменённые чешуйки — фотофоры). Гипотетические функции: привлечение добычи, коммуникация и камуфляж.
• Гермафродитизм: Многие рыбы, обитающие ниже 650 футов, являются гермафродитами. Например, драконовые рыбы способны менять пол в течение жизни, а другие (например, треножниковые и волосохвостые) могут одновременно производить и яйцеклетки, и сперматозоиды. Это может давать репродуктивное преимущество в среде, где сложно найти партнёра.

Методология исследования

Помимо экспедиций по сбору рыб, исследователи будут опираться на существующие коллекции окаменелостей, чтобы проследить эволюцию различных глубоководных рыб.

• Роль музейных коллекций: Поскольку глубоководных рыб сложно собирать, некоторые виды могут быть известны лишь по одной экспедиции в определённом районе мира. Музейные коллекции (The Field Museum, American Museum of Natural History, Scripps Institution of Oceanography, Museum of Comparative Zoology, Biodiversity Institute KU) являются фундаментальным аспектом для понимания биоразнообразия.
• Ископаемые свидетельства из Канзаса: Несмотря на отсутствие выхода к морю, Канзас предоставил исследователям кладезь информации о предках современных глубоководных организмов. Многие окаменелости, относимые к глубоководным рыбам, найдены в отложениях, где когда-то было море.
• Пример: Позднемеловая формация Ниобрара в Канзасе, заполненная морскими окаменелостями из Западного внутреннего моря. Среди них — крупные морские рептилии (мозазавры) и рыбы, включая Xiphactinus — хищную рыбу длиной до 20 футов (6 метров).