Крылья как у птицы, ноги как у паука, а живет под водой: ученые показали удивительное существо

Морская малиновка использует ноги, чтобы ходить и копать дно в поисках пищи.

Согласно новому исследованию, некоторые виды морских малиновок, удивительных донных океанических рыб, используют ноги, покрытые вкусовыми рецепторами, чтобы находить и выкапывать добычу на морском дне.

Об этом пишет CNN.

Авторы двух новых исследований утверждают, что морские малиновки настолько искусны в выкапывании добычи, когда они ходят по дну океана на своих шести конечностях, что другие рыбы сопровождают их в надежде украсть добычу.

"Морские малиновки вскружили мне голову, потому что у них было тело рыбы, крылья птицы и множество ног, как у паука. Я не видел других рыб, которые выглядели бы так, будто сделаны из частей тел разных видов животных", — рассказал соавтор обоих исследований профессор Дэвид Кингсли из Стэндфордского университета.

Кингсли и его коллеги решили изучить морских малиновок в лабораторных условиях и обнаружили множество сюрпризов, включая различия между видами морских малиновок и генетику, отвечающую за их необычные черты. Самым удивительным образом, по мнению ученых, эволюционировали плавники. Они стали похожи на ноги, но при этом в основном выполняют функцию органов чувств.

Результаты нового исследования позволяют понять сложный механизм эволюционной адаптации в среде обитания. Способности морских малиновок "пробовать" добычу с помощью своих быстро двигающихся и высокочувствительных конечностей как раз является ярким и захватывающим примером такого механизма.

Химера, которая реально существует

По словам соавтора исследования, постдокторанта Эми Герберт из Стэнфорда, необычные "ноги" морских малиновок на самом деле являются продолжениями их грудных плавников.

"Мы остановились на термине "ноги" из-за поразительной функции ходьбы этих конечностей. Однако они не имеют той же структуры, что и человеческие ноги, и выполняют другую функцию" – рассказала Герберт.

По словам ученой, у других видов рыб тоже есть модифицированные грудные или брюшные плавники, которые позволяют им "ходить" или "сидеть" на дне. Но морские малиновки могут двигать ногами по отдельности, что позволяет им более эффективно выкапывать добычу.

По словам ведущего автора исследования, биолога Кори Алларда из Гарварда, эволюция плавников у морских малиновок произошла относительно недавно в масштабе всей истории существования жизни на Земле.

"Мы хотели использовать их в качестве модели, чтобы понять, как создается новый орган", – объяснил Аллард.

Исследователи изучали малиновок в лабораторных условиях, чтобы увидеть, как они находят добычу в грунте на дне аквариума. Оказалось, что рыбы чередуют короткие периоды обычного плавания и ходьбы по дну. Причем они безошибочно выбирали место, где нужно "копать", не имея никаких видимых подсказок о том, где находится добыча, и находили не только живых существ, которыми питаются в природе, но и измельченный корм из мидий и отдельные аминокислоты.

Причуды генетики ходячих рыб

В ходе своих исследований ученые обнаружили, что среди многообразия видов морских малиновок есть и такие которые не умеют выкапывать добычу и используют "ноги" только для ходьбы. Проанализировав генетику и места обитания этих видов, ученые пришли к выводу, что в ходе эволюции эти виды разделились примерно 10-20 миллионов лет назад, а значит вкусовые рецепторы на "ногах" появились после этого, то есть в масштабах эволюции "почти вчера". Вид малиновки Prionotus carolinus, который имеет на ногах вкусовые рецепторы, встречается всего в нескольких местах на планете – на песчаном мелководье Новой Англии в Австралии и на верхнем восточном побережье Атлантического океана.

Исследование показало, что способность копать грунт и развитие на "ногах" вкусовых рецепторов стало возможным благодаря эволюции регуляторного гена tbx3, который есть также у людей, мышей, кур и других видов рыб.

"Это рыба отрастила ноги, используя те же гены, что способствуют развитию наших конечностей, а затем перепрофилировала их для поиска добычи с помощью тех же генов, которые наши языки используют для определения вкуса пищи. Звучит довольно дико", – рассказал соавтор исследования гарвардский профессор Ник Беллоно.

Зачем рыбам пробовать еду "ногами"

Но почему только некоторые морские малиновки развили эти странные конечности и удивительную сенсорную способность? У исследователей есть несколько гипотез.

По мнению ученых, одна из причин заключается в том, что использование ног для обнаружения зарытой добычи дает им еще один способ поиска пищи. Другая причина может быть в том, что ходьба вместо плавания в некоторых средах обитания может быть более энергоэффективной.

Кроме измененного строения скелета и мышц плавников, которые теперь позволяют малиновкам ходить, у них появились и адаптационные изменения в нервной системе, связанные с  этой способностью.

Кори Аллард и Эми Герберт теперь открывают собственные лаборатории в Гарварде и Чикагском университете, чтобы раскрыть точные механизмы, лежащие в основе эволюции сенсорных конечностей морских малиновок.

Напомним, удивительная австралийская ящерица, прозванная "колючим дьяволом" имеет "ложную голову" и может пить через кожу. Эти странные "прелести" помогают ей защищаться от хищников и выживать в пустыне.