Как рыбы вышли на сушу и остались там

Исследование собачковых рыб (Blenniidae), семейства, представители которого неоднократно покидали море ради суши, показывает, что быть «мастером на все руки» позволяет видам совершить драматический переход на сушу, но чтобы там закрепиться, нужно стать «мастером одного дела». Результаты опубликованы в журнале Functional Ecology Британского экологического общества.

Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса и Университета Миннесоты объединили данные о сотнях видов собачковых рыб — разнообразного семейства, где одни виды водные, а другие полностью покинули воду. Они обнаружили, что гибкость в диете и поведении, вероятно, сыграла ключевую роль в переходе на сушу.

Однако, оказавшись вне воды, ограничения в доступном типе пищи спровоцировали серьёзные эволюционные изменения, особенно в строении зубов, поскольку наземные собачковые стали специалистами по соскабливанию водорослей и детрита с камней.

Ключевой вывод: «Наши результаты означают, что широкий рацион или поведенческая гибкость могут помочь переселиться в новую среду. Но, оказавшись там, эта гибкость размывается естественным отбором. Это, предположительно, означает, что высокоспециализированные виды с меньшей вероятностью смогут совершить дальнейшие переходы или справиться с резкими изменениями среды в их нынешней среде обитания», — говорит ведущий автор исследования доктор Терри Орд.

Параллели с эволюцией: Сценарий колонизации суши рыбами имеет очевидные параллели с происхождением всех наземных позвоночных. «Ископаемые остатки дают важное представление о том, как мог разворачиваться этот переход. Но наличие современного примера рыб, совершающих аналогичные экологические переходы, также помогает понять общие проблемы, с которыми сталкиваются рыбы вне воды», — отмечает доктор Орд.

Уникальная модель: Собачковые — удивительное семейство: разные виды занимают радикально разные среды. Некоторые — водные. Другие проводят время в воде и вне её в литоральной зоне. Некоторые виды — наземные и проводят почти всю жизнь вне воды в брызговой зоне, сохраняя влажность для дыхания через кожу и жабры. Благодаря этому разнообразию разные виды представляют чётко определённые стадии процесса «вторжения» в новую среду, что делает их уникальной группой для изучения.

Методология: Исследователи объединили обширные данные о диете и морфологии зубов (д-р Питер Хундт) с данными о поведении и частоте выходов на сушу (д-р Терри Орд). Применение сложных эволюционных статистических моделей к этим данным позволило выявить последовательность событий, которая, вероятно, позволила водным морским рыбам в конечном итоге колонизировать сушу, и показать, как наземные виды адаптивно изменились для специализированной диеты.

Ограничения и дальнейшие исследования: Авторы отмечают, что наблюдательные данные указывают на связь, но не подтверждают причинно-следственную связь. «В идеале нужно экспериментальное исследование», — говорит доктор Орд. Также планируется изучить, как выход на сушу повлиял на другие аспекты: форму тела для передвижения по камням и адаптацию сенсорных систем (зрение, обоняние) к новой среде.