Моргающая рыба раскрывает ключи к эволюции наземной жизни
Рыба-брызгун, или илистый прыгун, проводит много времени вне воды и дает подсказки о том, как и почему могло развиться моргание во время перехода наших предков к жизни на суше. Новое исследование показывает, что эти земноводные рыбы развили поведение моргания, которое служит многим из тех же целей, что и наше. Результаты позволяют предположить, что моргание могло быть одной из черт, развившихся для перехода к наземной жизни у тетрапод — группы животных, включающей млекопитающих, птиц, рептилий и амфибий — около 375 миллионов лет назад.
Исследование опубликовано 24 апреля в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Как рыбы научились моргать
Ученые проанализировали поведение с помощью высокоскоростной видеосъемки и сравнили анатомию илистых прыгунов с их ближайшими водными родственниками, которые не моргают. Глаза прыгунов выпуклые, как у лягушки. Чтобы моргнуть, рыба на мгновение втягивает глаза в орбиты, где их покрывает эластичная мембрана — «дермальная чашечка». Длительность моргания у прыгуна примерно такая же, как у человека.
Эволюция моргания у прыгунов произошла за счет перестройки существующих мышц и развития новой ткани — дермальной чашечки. Это показывает, что для сложного поведения можно использовать базовую систему, не создавая много нового.
Зачем прыгуны моргают на суше
Исследователи проверили три основные функции моргания у тетрапод:
- Увлажнение: Прыгуны моргают чаще, когда их глаза сухие. Они увлажняют глаза, смешивая слизь с кожи с водой из окружающей среды, несмотря на отсутствие слезных желез.
- Защита: Моргание срабатывает как защитный рефлекс от потенциальных повреждений.
- Очистка: Моргание помогает удалять пыль и debris с поверхности глаза.
Таким образом, моргание у илистых прыгунов выполняет те же три ключевые функции, что и у человека и других тетрапод.
Эволюционное значение
Изучение этого независимо развившегося поведения у живого организма, перешедшего к жизни на суше, помогает реконструировать, как и почему могли моргать ранние тетраподы. Это дает представление об изменениях, связанных с крупными эволюционными переходами, такими как освоение суши.
Моргание, вероятно, было частью набора адаптаций, которые развились у тетрапод при переходе к наземному образу жизни, наряду с изменениями для питания, передвижения и дыхания воздухом.