Как древние рыбы воспринимали окружающую среду в морских глубинах? Международная группа ученых под руководством специалистов из Женевского музея естественной истории (MHNG) и Женевского университета (UNIGE) выяснила, что некоторые латимерии — рыбы, жившие 240 миллионов лет назад, — использовали легкие для улавливания звуков под водой. Результаты, опубликованные в журнале Communications Biology, были получены с помощью синхротронной визуализации — особо мощного метода рентгеновской визуализации. Они проливают новый свет на эволюцию сенсорных систем у позвоночных.
Латимерии восхищали биологов с момента их повторного открытия в XX веке. Эти рыбы, представленные сегодня двумя видами рода Latimeria, более тесно связаны с наземными позвоночными, чем с другими рыбами. В то время как современные виды обитают на большой глубине и дышат исключительно жабрами, их предки, жившие около 240 миллионов лет назад, отличались гораздо большим разнообразием форм и мест обитания. У некоторых из них было хорошо развитое легкое, покрытое костными пластинами, расположенными в виде черепицы. До сих пор считалось, что этот орган в основном служит для дыхания воздухом.
Чтобы изучить его потенциальные дополнительные функции, исследовательская группа под руководством Лионеля Кавена, куратора Музея естественной истории в Женеве, проанализировала окаменелости триасовых латимерий, обнаруженные в Лотарингии (Франция). Окаменелости были исследованы с помощью Европейского источника синхротронного излучения в Гренобле. Этот ускоритель частиц позволил изучить внутреннюю структуру окаменелостей с микрометрической точностью.
На снимках видно исключительно хорошо сохранившееся окостеневшее лёгкое с крыловидными костными структурами на конце. В то же время при изучении эмбрионов современных латимерий был обнаружен канал, соединяющий органы слуха и равновесия, расположенные по обеим сторонам черепа.
Основываясь на этих наблюдениях, ученые предполагают, что эти две структуры образовывали полноценную сенсорную систему. Звуковые волны, улавливаемые окостеневшим легким, передавались во внутреннее ухо через этот канал, что позволяло животному воспринимать звуки под водой. «Наша гипотеза основана на аналогиях с современными пресноводными рыбами, такими как карп или сом. У этих видов плавательный пузырь соединен с внутренним ухом с помощью структуры, известной как аппарат Вебера. Эта система позволяет им улавливать подводные волны и, следовательно, слышать под водой. Воздушный пузырь, содержащийся в плавательном пузыре, необходим для улавливания волн, которые в противном случае прошли бы сквозь тело рыбы незамеченными», — объясняет Луиджи Мануэлли, первый автор исследования.
На данный момент эта анатомическая особенность была обнаружена только у двух видов триасовых латимерий. Однако, возможно, она была более распространена среди древних латимерий. «Способность к слуху, вероятно, постепенно утрачивалась по мере того, как предки современных латимерий адаптировались к жизни на большой глубине. Их легкие регрессировали, и необходимость в этой системе отпала», — предполагает Лионель Кавен.
Примечательно, что некоторые структуры, связанные с внутренним ухом, тем не менее сохранились. «Эти анатомические остатки дают ценную информацию об эволюционной истории рыб, а возможно, и наших водных предков», — заключает исследователь.
[Фото: © L. Manuelli–MHNG]
