Эволюционный каскад сделал камбалообразных рыб странными за короткий срок

Камбалообразные рыбы, такие как камбала или морской язык, с двумя глазами на одной стороне головы — одни из самых странных позвоночных на планете. По словам биолога Райсского университета Кори Эванса, они «стали странными очень, очень быстро», изменив множество признаков одновременно за короткий период.

Среди всех млекопитающих, рептилий, птиц, амфибий и рыб камбалообразные — самые асимметричные. Их эволюция началась около 65 миллионов лет назад, и в основном завершилась за 3 миллиона лет — очень короткий срок в эволюционных масштабах.

Исследование Эванса и его коллег, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что причиной быстрых изменений стала тесная интеграция генетических признаков, приведшая к эволюционному каскаду.

Интеграция признаков и быстрая эволюция

Интеграция означает высокую степень корреляции между признаками: изменение одного влечёт изменение другого. На макроэволюционных масштабах это приводит к совместной эволюции признаков. Если их морфологическое развитие контролируется общими сетями генного взаимодействия, изменения могут «размазаться» по всему организму.

«Это как нажать одну кнопку и перевернуть всё животное сразу», — пояснил Эванс.

Методы исследования

Учёные использовали:

• Филогенетический сравнительный метод для отслеживания истории признаков.
• Микро-КТ-сканирование для создания 3D-моделей черепов разных видов камбал.
• Сложные математические модели для отслеживания степени интеграции разных областей черепа за 65 миллионов лет.

Результаты

Исследователи обнаружили, что камбалообразные были гораздо более интегрированы, чем не-плоские рыбы. Эволюция асимметрии оказалась интегрированным процессом, вовлекающим изменения по всему черепу.

«По мере миграции глаза менялось и множество других вещей. Это становилось аддитивным: по мере роста интеграции черепа камбалы за единицу времени менялось больше признаков, чем в предыдущем поколении», — сказал Эванс.

Почему асимметрия?

Асимметрия — не единственный путь к уплощению тела. Скаты, например, стали плоскими, но их глаза не на одной стороне. Преимущество асимметрии неочевидно.

«Честно говоря, я не знаю, есть ли в этом преимущество. Думаю, они сделали это просто потому, что могли», — заключил Эванс.