Челюсти; Или о том, как африканская лучеоперая рыба помогает переосмыслить основы эволюции

Семейство рыб, называемых цихлидами, в африканском озере Малави помогает исследователям из Массачусетского университета в Амхерсте уточнить наше понимание того, как работает эволюция.


В новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, Соавторы Эндрю Дж. Конит, постдокторант кафедры биологии Университета Массачусетса в Амхерсте, и Крейг Альбертсон, профессор биологии из Университета Массачусетса в Амхерсте, сосредотачиваются на челюстях цихлид, которые примечательны тем, что у них есть два набора из них.

«Помните фильм« Чужой », – спрашивает Конит, – когда инопланетянин собирался съесть персонажа Сигурни Уивер? Он открывает рот, и из него вылезает вторая пара челюстей. Перенесемся на двадцать лет вперед, и вот я, изучаю животных, которые челюсти в их горле “.

К счастью, цихлиды не едят людей, но благодаря парным парам челюстей они являются феноменально успешной группой рыб с эволюционной точки зрения. В одном только озере Малави за последние 1-2 миллиона лет появилось более 1000 различных видов цихлид. Один набор челюстей, оральная челюсть, похож на нашу, и его роль заключается в захвате пищи. Но у цихлид, как и у Ксеноморфа из «Чужого», есть второй набор челюстей, более глубокий в горле, который предназначен для обработки пищи после того, как она была захвачена первым набором. Наличие двух пар челюстей означает, что каждая челюсть может специализироваться на определенной роли, что должно повысить их эффективность кормления и сделать их более успешными в эволюции.

Учитывая успех цихлид, понимание эволюции этих двух челюстей стало важным направлением исследований для биологов. «Мы пытаемся лучше понять происхождение и сохранение биоразнообразия», – говорит Альбертсон. Исследователи долгое время считали, что два набора челюстей эволюционно разделены и могут развиваться независимо друг от друга, раздвигая границы морфологической эволюции. Тем не менее, Конит и Альбертсон продемонстрировали, что такое разделение, по-видимому, не относится к цихлидам, опровергнув предположение четвертьвековой давности. «Мы обнаружили, что не просто эволюция двух наборов челюстей связана, но что они связаны на нескольких уровнях, от генетического до эволюционного», – говорит Альбертсон.

Эти открытия – значительный шаг вперед в лучшем понимании того, как работает эволюция. Например, многие модели эволюции предполагают, что организмы состоят из повторяющихся единиц – пальцев на руке или зубов во рту – и что эти отдельные единицы эволюционируют независимо друг от друга. «Считается, что именно эта« модульность »организмов способствует эволюционному процессу», – отмечает Альбертсон.

Обычно считается, что связанные системы лишены эволюционного потенциала. «Они просто не могут развиваться во многих измерениях», – говорит Конит. Это называется эволюционным ограничением и играет важную роль в формировании биоразнообразия. Ограничения определяют, какие структуры тела возможны.

Примечательно, что это ограничение, по-видимому, является ключом к успеху цихлид, способствуя быстрым изменениям формы челюстей и экологии кормления, и все это, вероятно, будет преимуществом в динамичной и изменчивой среде, такой как Восточноафриканская рифтовая долина, где находится озеро Малави. расположена. «Ограничение на самом деле способствует эволюции цихлид, а не препятствует ей», – говорит Конит.

«Это говорит нам о том, что нам необходимо переосмыслить основы эволюционных механизмов», – говорит Альбертсон. «Возможно, ограничения играют более широкую роль в эволюционном успехе видов во всем мире».

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments