Улитки-плотогоны: сначала появились яйца
Это улиточная версия «Водного мира»: морские улитки, которые проводят большую часть жизни вверх ногами, прикреплённые к плотам из слизистых пузырьков.
Учёные знали об этом необычном образе жизни с XVII века, но вопрос о его эволюции оставался открытым. Каковы были конкретные шаги адаптации?
Аспирантка Мичиганского университета Селия Черчилль и её коллеги, кажется, нашли ответ. В статье, опубликованной 11 октября в журнале Current Biology, они показывают, что строительство пузырьковых плотов эволюционировало из видоизменённых яйцевых масс.
Улитки семейства Janthinidae выделяют слизь своей «ногой». Но вместо того чтобы использовать её для передвижения или химической коммуникации, они захватывают воздух в быстро застывающую слизь, создавая пузырьки, которые формируют плот.
«У нас были веские основания полагать, что янтиниды произошли от улиток, обитающих на морском дне», — сказала Черчилль. Вопрос был в том, от какой именно группы и как произошёл переход от донного образа жизни к поверхностному.
Чтобы найти ответ, исследователи:
- Провели секвенирование ДНК янтинид и родственных семейств улиток.
- Методами молекулярной филогенетики идентифицировали предковую линию.
Оказалось, что предками плотогонов являются донные улитки-эпитониды (семейство Epitoniidae), паразитирующие на кораллах и актиниях.
Две гипотезы перехода:
- Гипотеза дрейфа молоди: У многих морских улиток молодь выделяет слизистую нить (дрог), помогающую дрейфовать. Добавление к ней пузырьков могло привести к созданию плота.
- Гипотеза яйцевой массы: У эпитонид самки прикреплены растяжимыми слизистыми нитями к яйцевым массам. В приливно-отливной зоне пустые капсулы могли захватывать воздух, делая массу и самку временно плавучими. Добавление пузырьков к этому временному плоту могло эволюционировать в постоянный.
Ключевое открытие — переходная форма
Исследователям повезло получить preserved specimen редкой австралийской улитки Recluzia. При её вскрытии Черчилль обнаружила на её плоту крошечных улиток Recluzia и яйцевые капсулы крупной самки.
- Это указывало на жизненный цикл, согласующийся с гипотезой яйцевой массы.
- Это также предполагало стратегию с карликовыми самцами, которые остаются с самкой, что объясняет выживание вида при низкой плотности популяции.
Сравнение признаков подтвердило гипотезу
Черчилль сравнила физические характеристики Recluzia и Janthina с предковыми эпитонидами. Оказалось, что Recluzia разделяет с эпитонидами шесть признаков, а у Janthina таких общих признаков нет. Это указывает на Recluzia как на переходную форму и сильно поддерживает гипотезу яйцевой массы.
Реконструированный эволюционный путь:
- Предки жили на дне, самки формировали прикреплённые яйцевые массы с находящимися рядом самцами (как у современных эпитонид).
- Яйцевая масса видоизменилась для плавучести, став похожей на плот Recluzia (плот, хранилище яиц и платформа для молоди).
- Все особи начали строить собственные плоты, «безбилетники» исчезли, но плоты остались средством плавания и (у самок) переноса яиц (пример — Janthina cf. prolongata и Janthina exigua).
- Плоты полностью утратили функцию переноса яиц и стали только плавательным средством, как у Janthina janthina, где самка вынашивает яйца внутри тела до вылупления.
Черчилль сотрудничает с Sea Education Association для создания студенческих проектов по изучению экологии и поведения улиток-плотогонов.