Рыбы прыгают в картину эволюционного освоения суши

Исследование иногда означает поиск одного и обнаружение другого. Именно так произошло, когда профессор биологии Элис Гибб и её команда из Университета Северной Аризоны наблюдали, как небольшая амфибийная рыба, мангровый ривулус, умело и целенаправленно выпрыгнула из маленького сачка обратно в воду.

Это был не случайный бросок, как у только что пойманной форели. Ривулус, казалось, знал, что делает.

Исследователи не ожидали увидеть такое поведение даже от рыбы, известной тем, что проводит время вне воды. Поэтому вскоре исследование, начавшееся как изучение эволюции пищевого поведения, сместилось к изучению поведения рыб, оказавшихся на суше. И, учитывая подразумеваемое в расхожем выражении «как рыба без воды», результаты стали ещё одним сюрпризом.

Как показывают видеозаписи авторов, некоторые полностью водные рыбы также могут эффективно прыгать по суше даже без специализированных анатомических адаптаций. Это имеет важные последствия для эволюционной биологии, заявила Гибб, потому что находка подразумевает, что «вторжение позвоночных на сушу могло происходить гораздо чаще, чем считалось ранее».

Исследование изложено в статье «Как рыба без воды: наземные прыжки полностью водных рыб», опубликованной онлайн в Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological Genetics and Physiology.

Гибб заявила, что исследование «поддерживает масштабную теорию в эволюции», согласно которой нервная система, контролируя кости и мышцы, может позволить появиться новому поведению без обязательного физического изменения.

В случае водных рыб, по словам Гибб, «это показывает, что для передвижения по суше не обязательно иметь ноги или жёсткие грудные плавники. Так что если вернуться и посмотреть на палеонтологическую летопись, чтобы определить, какие рыбы могли передвигаться по суше, было бы трудно сказать наверняка».

Первоначальное исследование питания началось с гуппи, затем перешло к их родственнику — мангровому ривулусу. Как только ривулус продемонстрировал прыжковый манёвр с переворотом хвоста, Гибб сместила фокус исследования. В итоге гуппи снова вошли в картину. В буквальном смысле.

«Когда вы проводите такое исследование, вы должны спросить, что является вашим контролем, — сказала Гибб. — Если известная амфибийная рыба хорошо прыгает, то какая рыба прыгает плохо?»

В качестве такой рыбы выступила гуппи — полностью водная рыба.

«Гуппи прыгала почти так же хорошо, как и амфибийная рыба, — сказала Гибб. — И никто никогда не предполагал, что гуппи — амфибийная рыба». В результате, по её словам, «мы поместили перед высокоскоростной камерой всё, что смогли достать». Среди дополнительных объектов были гамбузия, интродуцированная в притоки Оук-Крик, и обычная аквариумная рыбка данио-рерио, очень дальний родственник гуппи и гамбузии.

Гамбузия «стала нашей лабораторной крысой», — сказала Гибб. — Она доступна, происходит из группы, в которой есть другие прыгуны, и сообщалось, что эта рыба выпрыгивает из воды, чтобы спастись от хищников, а затем прыгает обратно».

Это конкретное защитное поведение, по словам Гибб, никогда не снимали на видео. Подобные истории о других рыбах дополняют в основном анекдотическую литературу по теме, которая «имеет тенденцию быть старой и очень разрозненной».

Современные высокоскоростные видеосистемы дают Гибб возможность это изменить. Камеры показывают, что оба вида выполняют скоординированный манёвр, при котором рыба изгибает голову к хвосту, а затем отталкивается от земли, чтобы продвинуться в воздухе.

Гибб и её команда обсуждали возможность выезда в поле для съёмки такого поведения рыб в дикой природе. Но сейчас Гибб и её коллеги стремятся определить, есть ли направленность у произвольного передвижения по суше, и исследовать генетическую основу прыжкового поведения.

«Возможно, рыбы, которые очень хорошо прыгают, плохо плавают, — сказала Гибб. — Мы хотим изучить компромиссы, которые, возможно, были сделаны в пользу одного поведения над другим».