Окаменелые слуховые косточки переписывают историю пресноводных рыб

Пресноводные рыбы, обладающие сложным слуховым аппаратом (аппаратом Вебера), который позволяет им слышать высокие частоты, появились позже, чем считалось, и развили его предшественники ещё в океане.

Ключевые открытия:

  • Новый анализ окаменелостей и геномных данных показывает, что рыбы с аппаратом Вебера (отолизианы) возникли около 154 млн лет назад (поздняя юра), а не 180 млн лет назад. Это произошло уже после начала распада суперконтинента Пангеи.
  • Предшественники косточек, обеспечивающих острый слух, развились у предковой линии ещё в морской среде.
  • Полностью функциональный улучшенный слух сформировался позже, после того как две отдельные линии этих рыб независимо перешли в пресную воду. Одна дала начало сомам, ножетелым и тетрам, другая — карповым, в том числе данио-рерио.
  • Исследование основано на анализе новой окаменелости Acronichthys maccagnoi возрастом 67 млн лет — древнейшей североамериканской окаменелости отолизиан с хорошо сохранившимся аппаратом Вебера.

Как работает слух у рыб:

Звуковые волны в воде заставляют вибрировать наполненный воздухом плавательный пузырь рыбы. У большинства морских рыб эти вибрации примитивно передаются во внутреннее ухо, ограничивая слух низкими частотами (~до 200 Гц). Аппарат Вебера — это система костных «оссикулов», соединяющих пузырь с внутренним ухом для усиления сигнала и расширения диапазона слышимых частот (у данио — до 15 000 Гц).

Значение исследования:

  • Пересмотр происхождения: Ранее считалось, что отолизианы имели единое пресноводное происхождение на Пангее. Новые данные указывают на морское происхождение их общего предка и как минимум два независимых перехода в пресную воду.
  • Причина разнообразия: Эти повторные «вторжения» в новую среду обитания, coupled с инновацией в виде улучшенного слуха, вероятно, ускорили видообразование и объясняют гиперразнообразие отолизиан в современных пресноводных фаунах (более 10 000 видов, включая две трети всех пресноводных рыб).
  • Функциональность древнего слуха: 3D-моделирование окаменелого аппарата Вебера показало, что его чувствительность и пиковая частота (500–1000 Гц) были уже близки к современным данио.

Исследование опубликовано в журнале Science.