Эволюционный компромисс ограничил способы охоты рыб
Компромисс между размером зубов и подвижностью челюсти ограничил эволюцию рыб, сообщают Ник Пиплс из Калифорнийского университета в Дэвисе (США) и его коллеги в открытом журнале PLOS Biology.
Лучепёрые рыбы — разнообразная и широко распространённая группа, составляющая 99% ныне живущих видов рыб. Две ключевые адаптации помогли им процветать: крупные зубы и выдвижные челюсти.
Рыбы с более крупными зубами могут использовать более широкий спектр пищевых ресурсов, а способность быстро выдвигать верхнюю челюсть позволяет охотиться на быстро плавающую добычу, используя силу всасывания. Однако эти два новшества редко встречаются у одного вида рыб.
Чтобы выяснить почему, исследователи записали высокоскоростные видео охотничьего поведения 161 вида лучепёрых рыб. Они проанализировали, как разные стратегии захвата добычи эволюционировали вместе с размером зубов на эволюционном древе. Они обнаружили, что мелкозубые рыбы использовали большее разнообразие методов, включая выдвижение челюсти для создания всасывания.
В отличие от них, рыбы с более крупными зубами чаще использовали быстрые рывки вплавь, чтобы приблизиться к добыче, а рыбы с самыми крупными зубами использовали исключительно эту стратегию. Исследователи подсчитали, что оптимальный размер зубов для рыб, использующих выдвижение челюсти, был в четыре раза меньше, чем для рыб, использующих быстрое плавание.
Результаты показывают, что крупные зубы и высокоподвижная верхняя челюсть — несовместимые адаптации, создающие эволюционный компромисс в стратегии питания рыб. Большинство лучепёрых рыб выращивают зубы-заменители внутри челюстной кости, поэтому размер зубов может быть ограничен размером челюсти. Однако тонкие, подвижные челюсти лучше подходят для быстрого выдвижения.
Это структурное ограничение может объяснить, почему рыбы, захватывающие добычу выдвижением челюсти, ограничены относительно мелкими зубами.
«Когда мы посмотрели, у каких видов были исключительно крупные зубы, — добавляет Пиплс, — мы с удивлением обнаружили, что у них также есть интересные модификации зубной системы, например, клюв у рыб-попугаев».
«Многие инновации в питании эволюционировали у рыб, и наши результаты показывают, что важно учитывать взаимодействие между этими признаками, поскольку некоторые из них могут быть фактически несовместимы друг с другом», — говорит Пиплс.
«Высокоскоростная видеосъёмка действительно даёт уникальный взгляд на питание рыб, — отмечает он. — Она часто выявляет тонкие движения и поведение, которые вы не заметили бы, просто наблюдая за рыбой в аквариуме».