Некоторые виды морских малиновок, например Прионотус каролинусиспользуют свои похожие на ноги придатки, чтобы выкапывать и пробовать добычу под песком.
Однажды Дэвид Кингсли прогуливался по небольшому аквариуму в Массачусетсе и заметил животное, которое остановило его: рыбу необычного вида, у которой было шесть похожих на ноги придатков и пернатых плавников, торчащих из ее тела. Названная морской малиновкой, эта рыба напомнила Кингсли кентавра, мифическое существо, полулошадь-получеловек.
«Выставленные на выставке морские малиновки полностью вскружили мне голову, потому что у них было тело рыбы, крылья птицы и несколько ног, как у краба», — рассказывает Кингсли, биолог развития из Стэнфордского университета, Эшли Стрикленд из CNN.
«Я никогда не видел рыбу, которая выглядела бы так, будто она сделана из частей тел разных видов животных», — добавляет он.
Он был настолько заинтригован, что решил потратить некоторое время на исследование этих странных существ. Почему у морских малиновок есть ноги? Как они их используют? И как у рыб развились эти приспособления?
Кингсли и его сотрудники придумали некоторые возможные ответы на эти и другие вопросы, которые они описывают на этой неделе в двух новых исследованиях в журнале. Текущая биология.
Морские малиновки используют свои похожие на ноги придатки, чтобы передвигаться по дну океана, чередуя ходьбу и плавание в зависимости от того, что наиболее эффективно, как выяснили исследователи. Они могут двигать каждой ногой по отдельности, что отличает их от других видов рыб, которые используют плавники, чтобы ходить или сидеть на насесте.
Некоторые виды морских малиновок, например Прионотус каролинустакже используют свои ноги, чтобы выкапывать зарытую в песке добычу. (Они настолько хороши в охоте, что другие рыбы, как известно, охотно следуют за ними.)
Когда исследователи присмотрелись поближе, они увидели, что ноги этих роющих рыб покрыты сенсорными бугорками, называемыми сосочками, похожими на человеческие вкусовые рецепторы. Они также узнали, что сосочки имеют молекулы вкусовых рецепторов, аналогичные тем, которые находятся в пищеварительном тракте человека.
В ходе лабораторных экспериментов команда подтвердила, что роющие рыбы использовали ноги, чтобы ощущать химические вещества закопанной добычи, а не просто использовали их, чтобы слепо нащупывать что-нибудь съестное.
Это открытие не обязательно было сюрпризом, поскольку у других видов рыб, таких как козла и зубатка, вкусовые рецепторы расположены на усах, которые выступают из головы.
«Мы, млекопитающие, склонны думать, что вкусовые рецепторы находятся только во рту», — говорит Нил Шубин, биолог-эволюционист из Чикагского университета, который не участвовал в новом исследовании, Нью-Йорк Таймс«София Квалья. «Каким был бы наш мир, если бы мы могли пробовать руками? Получить рожок мороженого или съесть кусок пиццы было бы совершенно новым опытом».
Секвенируя геном рыбы и используя методы редактирования генов CRISPR, исследователи также смогли идентифицировать ген, отвечающий за их ноги, tbx3a. Этот ген существует уже сотни миллионов лет; его разновидность также отвечает за образование конечностей у людей.
«Обычно он экспрессируется в определенном локальном домене зачатков плавников и конечностей у целого ряда животных, от рыб до млекопитающих», — говорит Кингсли. НовыйУченыйЭто Джеймс Вудфорд. «Это отличный пример создания новых частей тела путем модификации старых общих инструментов».
Поскольку только некоторые виды морских малиновок используют свои ноги, чтобы рыть и пробовать пищу, это позволяет предположить, что ноги, вероятно, сначала развились для передвижения. Затем, скорее всего, некоторые виды продолжили эволюцию и развили способность также использовать свои конечности для поиска и восприятия пищи. По данным CNN, этот раскол, вероятно, произошел где-то в течение последних 10–20 миллионов лет, что, по данным CNN, является довольно недавним в эволюционных временных масштабах.
«Это рыба, которая вырастила ноги, используя те же гены, которые способствуют развитию наших конечностей, а затем перепрофилировала эти ноги, чтобы найти добычу, используя те же гены, которые наш язык использует для определения вкуса пищи — довольно дикий вариант», — говорит Николас Беллоно, молекулярный и в заявлении клеточного биолога из Гарвардского университета, который был соавтором исследования.
