Разные морские существа независимо эволюционировали к одному решению для плавания
Исследование показало, что три совершенно разных водных животных — плоский червь Pseudobiceros bedfordi, каракатица и рыба-нож (Apteronotus albifrons) — используют одинаковый механический принцип движения удлинёнными плавниками для оптимизации скорости. Их последний общий предок жил 550 миллионов лет назад.
Эти животные входят в очень разнообразную группу (как позвоночных, так и беспозвоночных), которая независимо пришла к одному решению. Конвергентная эволюция этого признака произошла как минимум восемь раз в трёх разных типах животных, что указывает на преобладание необходимости над случайностью в его развитии.
В исследовании, опубликованном 28 апреля в журнале PLOS Biology, учёные из Северо-Западного университета (Иллинойс, США) изучили 22 животных, плавающих с помощью срединных/парных плавников. Их удлинённые плавники одновременно извиваются по длине и колеблются из стороны в сторону.
Ключевое открытие: Для всех изученных животных отношение длины одной волны изгиба плавника к средней амплитуде бокового движения всегда составляет соотношение около 20. Исследователи называют это повторяющееся соотношение «оптимальной удельной длиной волны» (OSW).
- Малкольм МакАйвер, соавтор исследования: «Существует конечное число способов действительно хорошо что-то сделать. В нашем исследовании мы количественно оценили, как необычная группа плавающих животных оптимизирует силу и, следовательно, скорость».
- Нилиш А. Патанкар, соавтор исследования: «Случайность предлагает множество возможностей того, как рыба может плавать, но физика и среда обитания животного накладывают ограничения. В этом случае давление отбора очень велико и подталкивает животное к одному конкретному решению — необходимость побеждает».
Это редкий случай количественной оценки механической основы (максимизация движущей силы или скорости) для конвергентной эволюции. Исследователи ожидают, что ещё около 1000 видов, плавающих таким способом, также будут соответствовать OSW.
Значение: