У рыб этого отряда удивительно плоский вид. Их тело напоминает отпечаток подошвы. Голова всегда перекошена набок, с глазами на одной ее стороне. Эта анатомия, пишет профессор Антонио Фигерас Уэрта (Институт морских исследований, Испания), какой бы странной она ни была, является одной из самых заметных историй успеха эволюции. И она стартовала с падения астероида Чиксулуб – того самого, что положил конец эре динозавров. Источник: The Conversation.
На дне многих морей обитает свыше 800 видов камбал, обращенных обоими глазами вверх: все они плевронектиформные. При рождении у каждого представителя отряда камбалообразных по одному глазу с каждой стороны головы, но в процессе роста симметричное расположение глаз у них постепенно утрачивается.
Колонизация морского дна – одно из важнейших событий в истории эволюции камбаловых. Результатом этого стало крупномасштабное морфологическое разнообразие.
Загадка тела камбалы
Специализированная морфология этих рыб уникальна. Плоское и тонкое тело позволяет легко сливаться с фоном дна. Асимметричная ось тела, при которой один глаз перемещается на контралатеральную сторону черепа для бинокулярного зрения, обеспечивает больший успех в качестве хищника. Выпученные глаза позволяют видеть происходящее при частично закопанном теле. Парные плавники, взаимодействуя друг с другом, обеспечивают передвижения по донному субстрату.
Эти странные тела камбал долгое время сбивали с толку биологов. Фактически, критики Чарльза Дарвина использовали этих рыб как доказательство против его теории эволюции.
В «Происхождении видов» Дарвин утверждал, что естественный отбор благоприятствует небольшим вариационным изменениям. Каждое небольшое изменение приносило пользу организму. На протяжении бесчисленных поколений эти изменения постепенно переросли в крупномасштабные преобразования.
Критики Дарвина отвергли идею о том, что такие изменения могут иметь место. Им казалось невероятным, что медленная миграция глаза вокруг головы камбалы будет полезна на каждом этапе.
Спустя многие десятилетия теория Дарвина выдержала критику, но загадка камбалы оставалась без ответа. Ученые долгое время пытались обнаружить ее предка. Камбала, палтус и все прочие камбалообразные имеют очень схожие тела, что указывает на их близкое родство друг с другом. Но опознать ближайших живых родственников этого отряда рыб было затруднительно.
Тайна начала разгадываться в начале 2000-х, когда биологи обнаружили, что ближайшие генетические родственники камбалы совершенно не похожи на нее. Среди двоюродных братьев камбаловых были крупные и быстрые пловцы, проводившие всю свою жизнь в открытом океане, включая тунца, барракуду и марлиновых.
ДНК предлагает некоторые подсказки о том, как произошла трансформация плевронектиформных. Подсчитав мутации, накопленные камбалой и ее родственниками, исследователи смогли выяснить, когда именно разошлись эволюционные ветви этих видов. Оказалось, что камбалообразные и их быстроплавающие собратья принялись эволюционировать в разных направлениях вскоре после того, как Земля столкнулась с масштабной катастрофой 66 миллионов лет назад.
Астероид и камбала
В это время в нашу планету врезался астероид Чиксулуб, имевший диаметр примерно 10 километров. В результате более половины видов как на суше, так и в океане исчезли. Это массовое вымирание открыло экологические возможности для выживших. Отсюда пошел раскол в родословной определенных видов рыб: некоторые нашли возможности развития в открытом море, а другие предпочли обосноваться на морском дне.
ДНК камбалообразных выглядит так, как можно было бы ожидать, если бы они развивались в соответствии с теорией Дарвина. Их естественный отбор благоприятствовал серии мутаций, постепенно изменивших тело невзрачного предка и создав анатомию камбалы.
Окаменелости также позволяют нам увидеть эту трансформацию. В 2008-м были обнаружены окаменелости двух примитивных видов камбал с глазами по обеим сторонам головы. Но один из этих глаз, тем не менее, находился на макушке черепа. Это стало задокументированным подтверждением именно того типа переходной формы, что был предсказан Дарвиным и который многие десятилетия казался ученому миру невозможным.
Чтобы понять, как так резко изменились глаза камбал, биологи проследили, как их икра вылупляется и становится взрослой рыбой. Мальки вначале выглядят как все прочие рыбы. И лишь когда они проходят метаморфозу во взрослых особей, один глаз мигрирует на другую сторону головы. После этого молодая камбала уходит на морское дно, чтобы преследовать свою добычу.
Этой метаморфозе мальков камбалообразных рыб подвергают гормоны щитовидной железы: они активируют гены в черепе камбалы, запускающие трансформацию его формы, что способствует перемещению одного глаза в новое положение. При этом внутри этого глаза другие гены стимулируют активный рост нейронов, чтобы сохранить его связь с мозгом, пока орган зрения перебирается на новое место.
Новые открытия о камбалообразных дали некоторые ответы на вопросы об их эволюции и вызвали новые дебаты. В 2021 году группа китайских исследователей получила новое эволюционное древо камбалы. По их данным, тело данной рыбы эволюционировало дважды. В первом ветви была порождена группа камбал, обитающих в тропических морях. Во второй эволюционной ветви находились все остальные представители вида. А в августе 2024-го другие исследователи из Китая сообщили, что их новый анализ указывает на единое происхождение камбалы.
Генетическая основа таких сложных признаков плевронектиформных рыб улучшает наши знания о причинах двусторонней симметрии у большинства животных. Кроме того, это помогает выявить причины заболеваний человека, таких как атрофия мышц и черепно-лицевые пороки развития.
Когда вы ужинаете тюрбо или камбалой, знайте, что перед вами на блюде результат миллионов лет эволюции, где каждое маленькое изменение было шагом к идеальному замыслу жизни на дне моря.