Доисторические рыбы целаканты могли слышать под водой с помощью легких

Фото из открытых источников

Как древние рыбы воспринимали окружающую среду в глубоководных районах? Международная группа ученых из Женевского музея естественной истории (MHNG) и Женевского университета обнаружила, что некоторые целаканты — рыбы, жившие 240 миллионов лет назад, — использовали свои легкие для обнаружения звуков под водой. Эти результаты, опубликованные в журнале Communications Biology, были получены с помощью синхротронной визуализации — особенно мощного рентгеновского метода. Они проливают новый свет на эволюцию сенсорных систем у позвоночных.

Целаканты привлекают внимание биологов с момента их повторного открытия в XX веке. Эти рыбы, представленные сейчас двумя видами рода Latimeria, более тесно связаны с наземными позвоночными, чем с другими рыбами. В то время как современные виды живут на больших глубинах и дышат исключительно жабрами, их предки, жившие около 240 миллионов лет назад, демонстрировали гораздо большее разнообразие форм и мест обитания. У некоторых были хорошо развитые легкие, покрытые костными пластинами, расположенными подобно черепице. До настоящего времени этот орган в основном рассматривался как приспособление для дыхания воздухом.

Эти анатомические остатки теперь предоставляют ценную информацию об эволюционной истории этих рыб, а возможно, и об эволюционной истории наших собственных водных предков.

Для изучения потенциальных дополнительных функций группа исследователей под руководством Лионеля Кавина из Женевского музея естественной истории и Женевского университета, проанализировала триасовые окаменелости целакантов, обнаруженные в Лотарингии (Франция). Окаменелости были исследованы с помощью Европейского синхротронного центра (ESRF) в Гренобле. Этот ускоритель частиц позволил изучить внутреннюю структуру окаменелостей с микрометрической точностью.

Полученные изображения выявили исключительно хорошо сохранившееся окостеневшее легкое с крыловидными костными структурами на его конце. В то же время, изучение эмбрионов современных целакантов показало наличие канала, соединяющего органы слуха и равновесия, расположенные по обе стороны черепа.

Объединив эти наблюдения, ученые предполагают, что эти две структуры образуют полную сенсорную систему. Звуковые волны, улавливаемые окостеневшим легким, передавались бы во внутреннее ухо через этот канал, позволяя животному воспринимать звуки под водой. «Наша гипотеза основана на аналогиях с современными пресноводными рыбами, такими как карп или сом. У этих видов структура, известная как аппарат Вебера, соединяет плавательный пузырь с внутренним ухом. Эта система позволяет им обнаруживать подводные волны и, следовательно, слышать под водой. Воздушный пузырек, содержащийся в плавательном пузыре, необходим для обнаружения этих волн, которые в противном случае прошли бы через тело рыбы незамеченными», — объясняет соавтор исследования Луиджи Мануэлли.

На данный момент эта анатомическая особенность наблюдалась только у двух видов триасовых целакантов. Однако она могла быть более распространена среди древних целакантов, обладавших окостеневшим легким. «Эта слуховая способность, вероятно, постепенно утрачивалась по мере того, как предки современных целакантов адаптировались к глубоководной морской среде. Их легкие регрессировали, сделав эту систему ненужной», — предполагает Лайонел Кавин.

Примечательно, что некоторые структуры, связанные с внутренним ухом, тем не менее, сохранились. «Эти анатомические остатки теперь дают ценную информацию об эволюционной истории этих рыб — и, возможно, также об истории наших собственных водных предков», — заключает исследователь.