Доисторические рыбы могли слышать под водой с помощью легкого
Ученые выяснили, что некоторые целаканты — рыбы, обитавшие 240 миллионов лет назад, — использовали свои легкие для улавливания звуков под водой. Об этом открытии они сообщили в Communications Biology.
Оно стало возможным благодаря синхротронной визуализации — исключительно мощному рентгеновскому методу. Результаты исследования дают основания по-новому взглянуть на эволюцию сенсорных систем у позвоночных: получается, использование газонаполненных камер для восприятия звука могло возникнуть задолго до появления среднего уха и барабанной перепонки у тетрапод.
Целаканты вызывают пристальный интерес биологов с момента их повторного открытия в XX веке. Эти рыбы, представленные сегодня двумя видами рода Latimeria, состоят в более близком родстве с наземными позвоночными, чем с другими рыбами.
Если современные виды обитают на больших глубинах и дышат исключительно жабрами, то их предки, жившие около 240 миллионов лет назад, отличались гораздо бóльшим разнообразием форм и сред обитания. У некоторых из них имелось хорошо развитое легкое, покрытое костными пластинками, расположенными наподобие черепицы. До сих пор этот орган рассматривали главным образом как приспособление для дыхания воздухом.
Чтобы выяснить, могло ли оно выполнять и другие функции, ученые получили в Музее естественной истории Женевы ископаемые остатки триасовых целакантов, обнаруженные в Лотарингии. Окаменелости исследовали в Европейском центре синхротронного излучения в Гренобле. Этот ускоритель частиц позволил изучить внутреннее строение ископаемых образцов с точностью до микрона.
Полученные изображения показали исключительно хорошо сохранившееся окостеневшее легкое с крыловидными костными структурами на его конце. Параллельно исследование эмбрионов современных целакантов, выявило канал, соединяющий органы слуха и равновесия, расположенные по обе стороны черепа.
Сопоставив эти данные, ученые предположили, что обе структуры образовывали единую сенсорную систему. Звуковые волны, улавливаемые окостеневшим легким, передавались через этот канал к внутреннему уху, позволяя животному слышать под водой.
«Наша гипотеза основана на аналогии с современными пресноводными рыбами, такими как карп или сом. У них есть веберов аппарат — орган, который соединяет плавательный пузырь с внутренним ухом. Эта система позволяет им улавливать подводные волны и, следовательно, слышать в воде. Воздух в плавательном пузыре необходим для обнаружения этих волн, которые иначе проходили бы сквозь тело рыбы, оставаясь незамеченными», — объясняет палеонтолог Луиджи Мануэлли из Женевского университета, первый автор исследования.
На сегодняшний день эта анатомическая особенность выявлена только у двух видов триасовых целакантов. Однако она могла быть широко распространена среди древних целакантов, обладавших окостеневшим легким.
«Эта слуховая способность, вероятно, постепенно утрачивалась по мере того, как предки современных целакантов приспосабливались к жизни в глубоководной морской среде. Их легкое редуцировалось, и необходимость в такой системе отпала», — предполагает профессор Лионель Кавен, руководивший исследованием.
Примечательно, что некоторые структуры, связанные с внутренним ухом, тем не менее сохранились. «Эти анатомические рудименты сегодня дают нам ценные сведения об эволюционной истории этих рыб — и, возможно, также о наших собственных водных предках», — заключает исследователь.
