Большие глаза требуют высокой цены

Исследователи из Лундского университета (Швеция) показали, что хорошо развитые глаза обходятся организму неожиданно дорого за счёт других систем органов. Исследование на мексиканской пещерной рыбе показало, что зрительная система может потреблять от 5% до 15% общего энергетического бюджета животного.

Хорошо развитый мозг давно ассоциируется с большим потреблением энергии. Это означает, что животным с продвинутой нервной системой требуются среды, где это возможно: хороший доступ к питательным веществам, причём каждое вложение в один орган происходит за счёт другой, менее важной в данной среде системы. До сих пор было мало конкретных измерений того, насколько высока фактическая стоимость нервной системы.

Команда Лундского университета впервые провела измерения на позвоночном животном и рассчитала фактическую стоимость хорошо развитого зрения. Учёные изучали мексиканскую пещерную рыбу, которая потеряла зрительную систему в результате регрессии. Эта рыба явно отличается от поверхностной морфы того же вида. Поверхностная морфа имеет большие глаза, но и гораздо больший доступ к пище, которого лишена пещерная морфа. Пещерная рыба живёт в очень тёмной, бедной питательными веществами среде, и глаза ей не нужны.

«Наши измерения на мексиканской пещерной рыбе показывают, что зрительная система требует от 5% до 15% общего энергетического бюджета животного, в зависимости от возраста рыбы. Это чрезвычайно высокая цена! В ходе эволюции эта морфа потеряла и глаза, и зрительную кору, без сомнения, из-за неприемлемых энергетических затрат на поддержание сенсорной системы, которая больше не имела значения», — говорит Дэмиан Моран, один из авторов исследования.

«Животные с большими и хорошо развитыми глазами, необходимыми для выживания, платят за них высокую цену. Поскольку у всех животных строго ограниченный энергетический бюджет, крупные инвестиции в зрительную систему происходят только за счёт других систем органов», — добавляет Эрик Варрант, исследователь в области функциональной зоологии.

Исследователи были удивлены, что зрительная система пещерной рыбы требует такой большой доли общего энергетического бюджета; стоимость оказалась намного выше ожидаемой.

Новые данные также позволяют лучше понять давление отбора в эволюции, то есть что заставляет один и тот же вид развиваться по-разному в зависимости от окружающей среды.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.