Редкие трофические яйца — секрет успеха змееголовых рыб?

Рыбы редко кормят своё потомство. Исключение — некоторые виды змееголовов, чьи мальки питаются трофическими яйцами, которые предоставляет им родитель. Новое исследование показывает, что эта уникальная адаптация развилась у змееголовых рыб около 12 миллионов лет назад. Такое поведение могло позволить рыбам завоевать новые среды обитания и привело к высокому разнообразию видов в одной конкретной группе змееголовов.

Хотя 20–25% всех рыб заботятся о потомстве, эта забота обычно ограничивается защитой или охраной икры и мальков. Лишь в редких случаях родители напрямую обеспечивают потомство пищей. Горстка видов рыб способна производить богатую питательными веществами кожную слизь, которую мальки поедают в качестве дополнительного питания в первые недели жизни. До сих пор сом-кампанго, обитающий в озере Малави, казался единственным видом среди почти 30 000 известных науке видов костистых рыб, который производит неоплодотворённые трофические яйца для кормления потомства.

Новое исследование, проведённое в Университете Турку (Финляндия), показало, что, помимо сома-кампанго, некоторые виды змееголовых рыб из семейства Channidae также кормят своё потомство трофическими яйцами. Семейство включает 46 видов, обитающих в Африке и Азии. Все виды в семействе — хищники, и некоторые из них могут вырастать до 120 см.

"Использование трофических яиц как формы обеспечения потомства питанием более распространено среди насекомых, пауков и лягушек, чем среди рыб. У лягушек, например, использование трофических яиц независимо эволюционировало несколько раз, обычно в средах, где отсутствует подходящее питание для потомства", — говорит постдокторант и автор исследования Вальтер Вейола из Зоологического музея Университета Турку.

Трофические яйца могли создать новые экологические возможности

Вейола хотел исследовать, когда использование трофических яиц эволюционировало в ходе развития змееголовов и насколько оно распространено среди существующих видов.

Исследование использовало аквариумные эксперименты, чтобы определить, у каких видов змееголовов существует обеспечение трофическими яйцами. Уже существовала откалиброванная по времени реконструкция генеалогического древа змееголовов, поэтому оставалось лишь нанести это поведение на это древо. Результаты показали, что поведение эволюционировало в определённой линии змееголовов около 12 миллионов лет назад и что адаптация, скорее всего, присутствует у всех более чем 20 ныне живущих видов этой линии.

"Хотя использование трофических яиц — относительно недавняя черта в истории змееголовов, группа видов, где существует такое поведение, безусловно, самая разнообразная из семи различных групп змееголовов, живущих сегодня. Хотя трудно доказать причинно-следственную связь, вполне возможно, что способность кормить мальков трофическими яйцами способствовала такому большому разнообразию видов", — говорит Вейола.

Возможность кормить своё потомство могла, например, позволить этим рыбам расселиться в такие среды, где в противном случае не было бы подходящей пищи для мальков, что позволило им расширить ареал в новые регионы.

"Однако, поскольку мы всё ещё так мало знаем о жизни этих рыб в их естественной среде обитания, это всего лишь обоснованное предположение, и нам нужно больше исследований по этой теме", — говорит Вейола.

Почему же обеспечение пищей так редко встречается среди рыб, если при определённых обстоятельствах оно кажется таким полезным?

По словам Вейолы, одним ограничивающим фактором может быть то, что обеспечение пищей у рыб, по-видимому, эволюционировало только у тех видов, где оба родителя участвуют в заботе о потомстве. Это относительно редко встречается среди рыб в целом, но обычно или даже повсеместно для змееголовов.

"Производство трофических яиц требует много энергии, и если самец не помогал бы самке, охраняя мальков, она, вероятно, не смогла бы добывать пищу и покрывать эти дополнительные энергозатраты в течение длительного времени. Другим ограничивающим фактором может быть то, что у потомства должен быть достаточно большой рот, чтобы проглотить трофические яйца целиком — они размером с голову только что вылупившегося малька. Учитывая это, змееголовы явно обладали правильной комбинацией качеств для эволюции такого поведения", — говорит Вейола.