Как у камбалы появился эпический боковой глаз

Камбала похожа на галлюцинацию рыбы. Его тело плоское, как блин, голова всегда наклонена в одну сторону, и вместо того, чтобы иметь по одному глазу с каждой стороны головы, оба глаза сдвинуты в одну сторону.

Эта анатомия, какой бы странной она ни была, является одной из величайших историй успеха эволюции. Камбала, как и более 800 других видов камбал, лежит плашмя на морском дне, глядя в воду над головой. Когда мимо проплывает более мелкая рыба, камбала взлетает и нападает. Один вид, тихоокеанский палтус, может вырасти до размеров рыбы. Дверь сарая.

Странные тела камбал долгое время озадачивали биологов. Фактически, критики Чарльза Дарвина использовали это как доказательство против его теории эволюции.

В своей книге «Происхождение видов» Дарвин утверждал, что естественный отбор благоприятствует небольшим вариациям. Каждое небольшое увеличение приносит пользу живому существу. По его словам, на протяжении бесчисленных поколений этот рост постепенно привел к широкомасштабным преобразованиям.

Критики Дарвина отвергли идею о том, что такие изменения действительно могут произойти. Сент-Джордж Джексон Миварт, британский биолог, использовал камбалу в качестве примера А: ему казалось невероятным, что медленное перемещение глаза вокруг головы рыбы может быть полезным на каждом этапе пути.

«Какую пользу человеку может принести такое скрещивание одного глаза на небольшом участке пути к другой стороне головы, на самом деле совершенно неясно», — сказал Миварт. книги в 1871 году. Идея о том, что естественный отбор может постепенно создавать камбалу, добавил он, «кажется, несовместима не с воображением, а с разумом».

Теория Дарвина пережила нападки Миварта, но загадка камбалы осталась. На протяжении десятилетий ученые ломали голову над тем, от какого предка произошли эти организмы. Камбала, палтус, камбала и все другие камбалы имели очень схожие тела, что указывало на их близкое родство друг с другом. Но все они были настолько странными, что невозможно было узнать своих ближайших ныне живущих родственников.

Тайна начала разгадываться в начале 2000-х годов, когда биологи обнаружили, что ближайшие генетические родственники камбалы совсем не похожи на них. Среди их двоюродных братьев были крупные и быстрые пловцы, проводившие свою жизнь в открытом океане, в том числе тунец, барракуда и марлин.

Рикардо Бетанкур, морской биолог из Океанографического института Скриппса, сказал… Обнаружить Обращайтесь в 2013 году.

ДНК камбалы дала некоторые подсказки о том, как произошла трансформация. Подсчитав мутации, которые накопили камбалы и их родственники, исследователи смогли оценить, когда их эволюционные ветви разделились. Оказывается, что Эта камбала и их быстроплавающие собратья отделились вскоре после того, как Земля пережила масштабную катастрофу 66 миллионов лет назад.

В это время астероид шириной шесть миль ударил по планете и сделал небо черным, что привело к вымиранию более половины видов как на суше, так и в океане. Массовое вымирание открыло экологические возможности для выживших. Одна из выживших линий разделилась: некоторые особи нашли возможности в открытом океане, а другие поселились на морском дне.

ДНК камбалы выглядит так, как и следовало ожидать, если бы она развивалась так, как предполагал Дарвин. Естественный отбор благоприятствовал серии мутаций, которые постепенно изменили тело нормального на вид предка, создав анатомию камбалы.

Окаменелости также дают представление об этой трансформации. В 2008 году Мэтт Фридман, ныне директор Музея палеонтологии Мичиганского университета, Обнаружить Окаменелости двух ранних видов камбал имели глаза по обе стороны головы. Но один из глаз находился на макушке черепа. Ископаемые задокументировали именно ту переходную форму, которую предсказывал Дарвин и которую Миварт считал невозможной.

Чтобы понять, как так радикально меняются глаза камбалы, некоторые биологи наблюдают за яйцами камбалы, когда они вылупляются и превращаются во взрослую рыбу. Личинки начинают выглядеть как нормальные рыбы. Только когда они проходят метаморфозу во взрослых особей, один глаз мигрирует на другую сторону головы. Затем рыба оседает на морском дне в ожидании добычи.

Гормоны щитовидной железы стимулируют личинок к такому метаморфозу. Гормоны активируют гены в черепе камбалы, заставляя ее менять форму, помогая переместить один глаз в новое положение. Внутри самого глаза другие гены стимулируют рост нервных клеток, чтобы они могли оставаться связанными с мозгом при перемещении в новое место.

Новые открытия камбал дали некоторые ответы на вопросы об их эволюции и привели к новым дискуссиям. В 2021 году группа исследователей из Китая создала новое эволюционное древо камбалы, изучив 1700 фрагментов ДНК 13 видов камбал и их родственников. Исследователи Я заканчиваю Тело камбалы эволюционировало дважды. Одна из этих трансформаций привела к появлению группы видов камбал, обитающих в тропических океанах, известных как колючий тюрбо, а другая дала начало всем остальным камбалам, включая камбалу.

Доктор Фридман был настроен скептически. Все камбалы имеют много одинаковых радикальных изменений в анатомии, ставших возможными благодаря радикальным изменениям в их личинках. Доктор Фридман с трудом мог поверить, что обычная рыба дважды приобретет тело экзотической камбалы. «Я уверен, что это нововведение когда-то появилось», — сказал он.

Поскольку камбалы эволюционировали так быстро после падения астероида 66 миллионов лет назад, было трудно восстановить их эволюционное древо. Доктор Фридман пытался сделать это с доктором Бетанкур-Р. и Эмануэль Дуарте Рибейро, биолог-эволюционист из Базельского университета в Швейцарии. Они сосредоточились на конкретных частях ДНК, которые, как они ожидали, с большей вероятностью дадут более точную картину. Они также расширили свой анализ, сравнив более 400 видов камбал и их родственников.

Прошлый месяцИсследователи сообщают, что их новый анализ указывает на только одно происхождение камбалы. Доктор Дуарте Рибейру сказал: «Мы рады обнаружить единственное происхождение, потому что это самое простое объяснение». «В этой трансформации потенциально участвует множество генов, и вряд ли она произойдет дважды».

Китайские исследователи опубликовали А. Отвечать Где они стояли по своим результатам. Трое членов команды не ответили на электронные письма с просьбой прокомментировать ситуацию.

Доктор Бетанкур-Р. Он и его коллеги сейчас собирают больше данных по ДНК камбалы, чтобы проверить, подтверждается ли их открытие единого происхождения. «Я думаю, именно это и произойдет», — сказал он. «Но это трудно понять, потому что это сложные проблемы».