Костный мозг – загадочное и не до конца изученное приобретение высших животных. Детали его работы и этапы эволюции до сих пор вызывают у ученых множество вопросов. Ответить на некоторые из них, касающиеся первых этапов появления этого интереснейшего объекта, попыталась команда французских и шведских исследователей.

Eusthenopteron. Реконструкция Günter Bechly.  Палеонтологи университета Упсалы и Европейского центра синхротронных исследований обнаружили несомненные остатки костного мозга в плечевой кости Eusthenopteron – девонской кистеперой рыбы, обладавшей некоторыми чертами строения ранних тетрапод. Датируемый возрастом 370 млн лет образец может считаться первым костным мозгом в истории.

Стоит напомнить, что у млекопитающих и птиц костный мозг размещается в полостях длинных костей конечностей и играет важную роль в процессах кроветворения и обеспечения иммунной защиты организма. В теле здорового взрослого человека, например, костный мозг ежедневно производит от ста миллиардов до одного триллиона новых кровяных клеток. У рыб же некий аналог костного мозга присутствует в костях черепа некоторых таксонов, но его функции намного уже, а активность – слабее.

Изучив с помощью трехмерной микротомографии, не повреждающей образец, плечевую кость Eusthenopteron, исследователи обнаружили в ней уже вполне сформировавшийся костный мозг. В частности, мощный пучок синхротрона высветил внутренние полости кости, расположенные в ней каналы кровеносных сосудов и даже молодые клетки крови.

"Мы обнаружили, что костный мозг, безусловно, сыграл важную роль в удлинении плавниковых костей, воздействуя на них через сложное взаимодействие с губчатой тканью кости, – рассказала исследователь университета Упсалы Софи Санчес. – Эти внутренние взаимодействия, известные по молекулярным экспериментам над современными млекопитающими, оказывается, являются примитивными для всех четвероногих".

Открытие костного мозга у ранних предков тетрапод очень важно для понимания эволюционных шагов, которые привели к формированию тетраподной архитектуры костей конечностей и возникновению сложной и функционально важной ткани, которой является костный мозг. Оно стало также впечатляющей демонстрацией возможностей синхротронной микротомографии, пишет Science Daily.

"Без 3D-информации, предоставленной синхротроном, мы никогда не смогли бы понять внутреннюю организацию пространства мозга, – отметил Пер Альберг из университета Упсалы. – Если вырезать кусочек из кости, это непоправимо повредило бы образец и мы увидели бы лишь неинформативные шаблоны отверстий на поверхности разреза. С помощью синхротрона мы можем обозреть всю внутреннюю структуру кости и понять, как организовано развитие мозга, вообще не причиняя каких-либо повреждений кости".

Источник: PaleoNews

Великолепно сохранившиеся останки тиктаалика, предполагаемого "переходного звена" между рыбами и четвероногими животными, помогли палеонтологам выяснить, что "сухопутные" задние конечности появились уже среди рыб, а не у древнейших земноводных, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Тиктаалик"Наши старые теории гласили, что мы перешли от "переднеприводного" движения, характерного для рыб, к "полноприводному" движению уже после появления четвероногих животных. Похоже, что этот переход начался еще среди рыб, до выхода их потомков на сушу", — заявил Нил Шубин из университета Чикаго (США), открывший тиктаалика в 2004 году.

Так могли выглядеть древние рыбы в представлении Нила ШубинаПервая находка Шубина и его коллег не была полной — им удалось найти лишь череп, ребра и передние конечности тиктаалика. Открытие тиктаалика стало поистине революционным — его гибкая шея, примитивные легкие и широкая грудная клетка позволили палеонтологам признать его "переходным звеном" между рыбами и первыми четвероногими животными.

Группа Шубина продолжила раскопки на острове Элсмир, где был впервые найден тиктаалик, в попытке заполучить более полную версию окаменелости. За прошедшие десять лет ученым удалось найти еще четыре окаменелости, часть из которых содержала в себе фрагменты костей нижних плавников и других частей скелета.

Объединив эти останки, палеонтологи пришли к удивительному выводу — тиктаалики обладали неким подобием таза и других костей, которые поддерживают задние конечности животных и позволяют им двигаться. Данный факт позволяет с уверенностью говорить, что "полноприводная" манера движения начала развиваться уже среди рыб.

"Есть все основания полагать, что эти крупные задние плавники позволяли тиктаалику плавать, как лодка. С другой стороны, он мог использовать их и для шагания во время вылазок на сушу. Африканские двоякодышащие рыбы обладают схожими конечностями, и они умеют "бегать" по дну, что мы продемонстрировали еще в 2011 году", — заключает Шубин.

Источник: РИА Новости

Это редкий случай, когда удалось доказать реалистичность гипотетического сюжета. Как выяснилось, триггером эволюционных изменений может быть перенос рыб в пещерные воды с низкой проводимостью. В этих условиях рыбы испытывают физиологический стресс, в результате которого нарушается, в частности, работа шаперона Hsp90. Из-за этого проявляется накопленная скрытая генетическая изменчивость: вырастают рыбы и с маленькими, и с большими глазами. Из них преимущество получают мелкоглазые или незрячие формы, так как они более приспособленные, чем их зрячие сородичи. В ходе отбора в новой обстановке генетическое разнообразие снижается, остаются только мелкоглазые формы.

Astyanax mexicanusКак известно, организмы вырабатывают полезные признаки, приспосабливаясь к внешним условиям. В основе этих адаптаций лежат изменения генотипа — изменение качественного и количественного соотношения генов. Также мы хорошо знаем, что изменение генотипа не всегда, и даже, скорее, редко, ведет к явным внешним проявлениям. В генотипе имеется множество регуляторов, которые не позволяют проявляться мутациям или вредным сочетаниям генов и аллелей. Эти регуляторы стоят на страже морфологической нормы, обходя возможные генетические неполадки. Они направляют онтогенез по проверенному морфологическому маршруту, чтобы в результате получилась жизнеспособная особь; этот процесс называют «канализацией» развития.

Таким образом, в популяции может происходить накопление различных мутаций, которые никак внешне не проявляются. Выдающийся британский биолог Конрад Уоддингтон предложил для этого явления термин «скрытая изменчивость» и считал, что скрытая изменчивость играет серьезную роль в ходе адаптации популяций к изменяющимся условиям. Действительно, в стабильных условиях в популяции доминирует определенный адекватный набор признаков, но тем временем складывается генетический потенциал для появления других признаков и выживания в других условиях. Теоретически эта гипотеза выглядит разумно и логично. Удалось даже проследить приспосабливаемость бактерий за счет накопления скрытой изменчивости; о том же процессе, но на уровне молекул РНК .

Но реален ли подобный механизм приспособления на уровне сложного организма, встречается ли он в природе? На этот вопрос с блеском ответили биологи из Гарвардской медицинской школы под руководством Клиффорда Тэбина. Скрытая изменчивость у высших животных действительно имеется, и она действительно служит важным механизмом адаптации.

Тэбин вместе с коллегами изучал изменчивость глаз у пещерной рыбки тетры (Astyanax mexicanus). У этих рыбок есть зрячие формы, которые живут в ручьях и речках у поверхности воды, а есть слепые формы, которые обитают в темных глубинах пещерных водоемов. Слепые формы имеют в пещерных условиях преимущество перед глазастыми сородичами: известно, что выживаемость у слепых выше.

У поверхностных зрячих форм измеряли изменчивость размеров глаз; это явная изменчивость. А как измерить скрытую изменчивость? В арсенале биологов такой способ имеется. Известно, что в клетке работает особый белок шаперон Hsp90, он корректирует работу дефектных белков, помогая им принять правильную — «рабочую» — конфигурацию, даже если они составлены неправильным рядом аминокислот. Понятно, что шаперон Hsp90 маскирует истинный генетический полиморфизм, «причесывая» все дефекты. Если этот белок ингибировать, то вся замаскированная генетическая вариабельность так или иначе отразится в морфологии. Ингибировать этот белок научились довольно давно с помощью антибиотика радицикола (radicicol).

В экспериментах оплодотворенные икринки, выметанные поверхностными зрячими формами, обрабатывали в течение 7 дней радициколом. У этих эмбрионов шаперон Hsp90 и связанные с ним белки и вправду переставали работать, но действие радицикола было непродолжительным, и через сутки шаперон уже восстанавливал свою активность. Мальков доращивали до 3–4-месячного возраста и измеряли размер глаз и глазниц. Оказалось, что после радицикола глаза у мальков могли получиться и очень маленькие, и очень большие; изменчивость выросла на 83%, вариабельность диаметра глазниц увеличилась больше чем вдвое.

Эти изменения, как выяснилось, имеют генетическую природу, наследуются. Наследственный характер проявившихся изменений проверили, скрестив между собой рыбок с самыми маленькими глазами. У потомков мелкоглазых родителей глаза тоже оказались маленькими. Иными словами, когда корректирующий шаперон перестал работать, то проявились скрытые мутации, которые привели к появлению новой портретной серии; и особи с новой морфологией оставили похожее на себя потомство.

Проведя эти измерения, ученые задались вопросом: какие факторы пещерной жизни могли нарушить работу шаперона? Ведь вполне возможно, что глаза редуцировались у пещерных рыб из-за каких-то других нарушений, не только из-за нарушения экспрессии этого белка. Они измерили pH, содержание кислорода, температуру и проводимость в пещере и вокруг нее. Больше всего вода в пещерах и на открытых участках различалась по проводимости: на открытых участках проводимость составила около 1300 мкСм (микросименсов), а в пещере опустилась до 230 мкСм. Мальков с открытых участков вырастили в пещерной воде с низкой проводимостью, и ... они продемонстрировали и нарушенную экспрессию шаперона Hsp90, и высокую изменчивость по размеру глаз.

Но завершающим аккордом этого исследования стало обсуждение параллельных экспериментов со слепыми пещерными формами. У пещерных мальков, выращенныех с радициколом, размер глазниц уменьшился, но размах изменчивости остался прежним, он не увеличился в отличие от их поверхностных собратьев. Это означает, что в ходе становления «пещерных» признаков уже отобрались зависимые от шаперона аллели, а оставшиеся кодируют редуцированные глазницы. Действующий шаперон удерживает этот признак от полного исчезновения.

Таким образом, экология, генетика, морфология и эволюция связались в одно целое. Рассмотрено каждое из слагаемых этого узла: низкая проводимость воды вызывает стрессовый физиологический ответ; из-за стресса нарушается работа шаперона Hsp90; как результат проявляется в фенотипе скрытая генетическая изменчивость; из получившихся разнообразных форм преимущество получают мелкоглазые или незрячие формы как наиболее приспособленные; в результате отбора в новой обстановке генетическое разнообразие снижается. Это блестящий пример адаптации за счет накопления скрытой изменчивости.

Истчоник: Научная Россия

Кижуч, приходящий на нерест из моря в крупные притоки озера — хорошо известное явление. Однако в сентябре настоящего года удалось поймать двух половозрелых самцов кижуча, которые созрели в озере, миновав этап нагула в море. Это первый зарегистрированный случай в истории ихтиологических исследований водоёмов Южно-Камчатского заказника и Курильского озера в частности.

Жилой кижуч, (фото Елизаветы Кирилловы)О том, что пойманные кижучи были резидентными (не покидавшими пресный водоём в течение всей жизни), свидетельствует наличие пищи (полупереваренных мальков лососей и насекомых) в желудках обеих рыб. Как известно, проходные лососевые рыбы (нагуливающиеся и созревающие в море) к началу нереста перестают питаться. Анализ структуры чешуи подтвердил, что эти рыбы никогда не были в море. В силу особенностей условий обитания в Курильском озере — холодноводном и малокормном, лососевые рыбы представлены типично проходной жизненной формой. Исключением был только голец-мальма, карликовые самцы которого широко распространены по всему озеру. Карликовыми остаются особи, у которых в раннем возрасте прекращается рост, но начинается созревание.

«По-видимому, появление резидентных форм лососевых в Курильском озере является следствием повышения температуры воды в озере, отмечаемой в последнее десятилетие. Температурный режим определяет условия нагула в водоёме», — рассказала Елизавета Кириллова, научный сотрудник Кроноцкого заповедника и Института проблем экологии и эволюции им. Северцова РАН, — «в последние годы условия обитания в озере стали таковы, что стало возможно созревание типично проходных рыб в пресном водоёме. Иными словами, в настоящее время условия нагула в Курильском озере могут обеспечить энергетические потребности на рост и созревание некоторого числа особей кижуча». Самцам требуется меньше энергии для созревания. Потому появление жилых самцов тихоокеанских лососей в водоёмах, в общем, широко распространённое явление. Например, жилой кижуч известен в ряде озёр Камчатки: озеро Саранное, Голыгинское, Халактырское, а во многих реках Западной Камчатки обитают карликовые самцы симы.

«До настоящего времени случаев обнаружения жилого кижуча в Курильском озере не зарегистрировано. По-видимому, в настоящее время мы являемся свидетелями начала изменений внутривидовой структуры ихтиофауны Курильского озера. Предвосхищая возможный вопрос о том, каким образом это отразится на состоянии популяции нерки — массового и наиболее важного в различных аспектах вида Курильского озера, следует сказать, что в настоящее время нельзя давать какие-то прогнозы, потому как заметный эффект может проявиться через не один десяток лет», добавила Елизавета Кириллова.

Дополнительная информация:
В бассейне Курильского озера, расположенного на территории Южно-Камчатского заказника и вытекающей из него реки Озерной воспроизводится самое крупное азиатское стадо ценного вида тихоокеанских лососей — нерки. Её нерестовый ход в р. Озерная начинается обычно в конце мая и завершается в конце октября — начале ноября. В Курильском озере нерест длится с июля по март, достигая максимума в августе-сентябре. Ежегодно сюда заходит до 6 миллионов половозрелых особей нерки. Озерновская нерка является кормовой базой для бурых медведей, белоплечих орланов и целого ряда других животных, обитающих на территории Южно-Камчатского заказника. Кроме того, ресурсы озерновской нерки являются важной экономической составляющей для жителей всего Усть-Большерецкого района. Постоянно в бассейне Курильского озера обитают или воспроизводятся 8 видов рыб: нерка (основа ихтиофауны водоёма), мальма, кижуч, горбуша, кета, девятииглая колюшка, трёхиглая колюшка, чавыча.

Источник: Кроноцкий заповедник

С первого взгляда, конечно, не поймёшь, но на самом деле у нас, людей, есть фамильное сходство с Entelognathus primordialis. Рыба, жившая 419 млн лет на территории нынешнего Китая, — самое раннее из известных животных с современной челюстью. 

Передняя-правая часть образца. Видны защитные пластины, верхняя и нижняя челюсти. (Изображение авторов работы.)Это новейшее дополнение к классу панцирных рыб, существовавшему 430–360 млн лет назад. Подобно большинству позвоночных одни из них обладали костистым черепом и челюстями, а другие — простой клювообразной челюстью из костяных пластин. Палеонтологи убеждены, что челюсти этих рыб не имеют никакого отношения к нашим.

Считается, что лицевая анатомия плакодерм оказалась потерянной для эволюционной истории, что последний общий предок современных челюстных позвоночных не обладал ясно выраженными челюстными костями и был похож скорее на акулу, со скелетом в основном из хрящей и самое большее — покрытием из маленьких костяных пластин. Общепринятая теория утверждает, что костные рыбы возникли позже и независимо приобрели крупные лицевые кости, а также «современную» челюсть. Случилось так, что именно эти рыбы стали господствовать в морях и в конце концов дали начало сухопутным позвоночным. 

Только что описанная бронированная рыба жила 419 млн лет назад, но уже обладала костной челюстью, как у современных рыб и большинства остальных позвоночных. (Реконструкция Brian Choo.)Однако новое исследование переворачивает теорию с ног на голову. Палеонтолог Минь Чжу из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук и его коллеги описали Entelognathus primordialis по образцу, который сохранился намного лучше, чем большинство других панцирных рыб. И этот экземпляр обладает челюстью, которая напоминает челюсть костных рыб, хотя он старше самых ранних акул и костных рыб. 

Принимая это во внимание, авторы пересматривают родословную челюстных позвоночных. По их мнению, вполне возможно, что современное костистое лицо возникло ещё у предков Entelognathus primordialis. Иными словами, люди больше похожи на последнего общего предка современных челюстных позвоночных, чем считалось. И акулы не такие уж примитивные существа, как привыкли думать палеонтологи: вероятно, акулы расстались с костями ради адаптации. 

Однако перегруппировка генеалогии ещё не завершена, предупреждают авторы в сопутствующем комментарии. Остаётся шанс на то, что Entelognathus primordialis приобрела свою челюсть независимо от костных рыб, то есть ни от кого её не унаследовала. Возможно также, что обнаруженное сходство — всего лишь иллюзия.

 Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Лучеперая рыба Leedsichthys problematicus из юрского периода подтвердила свой титул самой крупной рыбы всех времен и народов. Остатки гигантского животного длиной в 16,5 м обнаружили ученые в одном из карьеров британского графства Кембриджшир, близ Питерборо.

Лучеперая рыба Leedsichthys problematicus Группа палеонтологов из Национальных музеев Шотландии и университетов Глазго и Эдинбурга, изучив окаменелости лидсихтиса, собранные в разных частях земного шара, пришла к выводу, что эта рыба в первые 20 лет своей жизни вырастала до 8-9 метров, а к 38 годам достигала 16,5 метра. Теоретически, некоторые лидсихтисы могли превосходить габаритами современную китовую акулу, считающуюся самой крупной рыбой в мире, уверены палеонтологи.

Уточнить размеры нового рекордсмена помогла случайная находка почти полного скелета этой рыбы очень хорошей сохранности. Два студента работали над своей курсовой в карьере близ Питерборо и случайно наткнулись на кости лидсихтиса, торчащие из породы. Это стало настоящим прорывом в изучении рыбы, от которой до сих пор находили лишь разрозненные фрагменты.

Профессор Джефф Листон из Национальных музеев Шотландии рассказал, что команда ученых внимательно изучила все известные окаменелости, в том числе и скелет, найденный в Питерсборо, обращая внимание и на структуры роста, которые, подобно кольцам на стволе дерева позволяют узнать возраст древнего существа.  "До сих пор мы не имели четкого представления о реальных размерах этой рыбы, поскольку нам попадались лишь разрозненные фрагменты, а ее скелет сохранялся очень плохо. Можно даже сказать, что всякий раз, когда мы прежде пытались оценить размер лидсихтиса, мы просто разводили руками в воздухе", – признался палеонтолог.

По мнению ученых, Leedsichthys problematicus является важным недостающим элементом эволюционной истории рыб, млекопитающих и морских экосистем. Он питался планктоном и даже обзавелся специальной сетью, прикрывавшей жабры, что делало его очень похожим на рыболовецкий трал. По словам Листона, уникальная сетчатая структура, напоминавшая пчелиные соты, крайне редко сохраняется в ископаемом состоянии и совсем не похожа на фильтрующие устройства китов и акул. Именно эта сетка сделала лидсихтиса настолько успешным животным, что его остатки находят по всему миру – от северной Германии и французского побережья Нормандии до Мексики и пустыни Атакама в Чили.

"Мы знаем, что гигантские животные, питающиеся планктоном, сегодня являются одними из самых крупных позвоночных. Лидсихтис стал первым в истории, кто занял это место", –заявил Листон.

"Эта рыба первой освоила экологическую нишу, которую сегодня заполняют синие киты, и хрящевые рыбы, такие как манты, гигантские и китовые акулы. До этого позвоночные, питающиеся морской взвесью, не достигали и полуметра в длину, – продолжает профессор.– Изменилось что-то важное. Появление крупных планктоноядов именно в то время имеет большое значение как явное свидетельство серьезных изменений в популяциях планктона в океанах юрского периода, возможно – появления каких-то рачков или чего-то еще".

"Очевидно, что из-за своих размеров Leedsichthys может считаться харизматичным. Но для экологов более интересен не он сам, а те экологические процессы, которые дали возможность появиться и процветать такому гиганту", –отметил Колин Адамс, директор Шотландского центра экологии и окружающей среды.

Также любопытно, что появление гигантского Leedsichthys практически совпало с возникновением гигантизма у сухопутных динозавров, пишет PhysOrg. Однако, не смотря на свой огромный размер, он смог просуществовать не более 10 млн лет, хотя ближайшие его родственники из семейства Pachycormidae, измельчав до 4-6-метровой длины, дожили до самого конца мезозоя и были уничтожены, скорее всего, той же катастрофой, что привела к вымиранию динозавров.

Источник: PaleoNews

Самой длинной из проживающих сейчас костной рыбой является Regalecus glesne - сельдяной король или ремнетел (рыба-ремень). Длина выловленной в конце 19 века особи достигала 17м, что всего на несколько метров короче китовой акулы, а вес ее был около 250 кг.

Подробнее...

Участники международного океанологического проекта SERPENT   сообщают о грандиозном успехе: им, возможно, впервые удалось  заснять на видео в естественной среде обитания так называемого   «сельдяного короля» – самую длинную из живущих в мировом океане  костных рыб, наводившую ужас на многие поколения моряков и  рыбаков.

Сельдяной король По-научному это существо именуется Regalecus glesne,   по-русски ремнетел или ремень-рыба. Впервые оно было описано  норвежским биологом Петером Асканиусом в 1772 году. Народное  название «сельдяной король» рыба получила за своеобразную   «корону» из отростков спинного плавника на голове, а также, судя  по документам прошлого, за привычку сопровождать косяки сельди и  время от времени собирать оттуда «дань» в виде определённого  количества рыбёшек. Люди также отождествляли ремнетела с  мифическими морскими змеями. Однако увидеть его воочию они, как  правило, могли лишь погибшим или выбросившимся на берег; одна  такая особь попала в книгу рекордов Гиннеса с длиной 17 метров.

Голова ремнетела (Сельдяного короля)На сей раз учёным под руководством американца Марка Бенфилда   (Mark Benfield) из университета штата Луизиана посчастливилось  наблюдать живого ремнетела на глубине 493 метра вблизи одной из  нефтедобывающих платформ в Мексиканском заливе.

«Сначала, когда мы увидели какой-то длинный вертикальный  блестящий предмет,… он выглядел как опускаемая в море бурильная  труба. Но, приблизив камеру, мы поняли, что это не труба, а рыба.   И при приближении нашего автоматического подводного аппарата она  уплыла вниз хвостом», – рассказывает Бенфилд.

На видео видно, что «сельдяной король» отличается своеобразной  манерой плавания: за счёт волнообразных движений спинного  плавника, растущего вдоль всего тела, он перемещается обычно в  вертикальной плоскости. Рыба, которую наблюдали океанологи, имеет  в длину от пяти до семи метров.

Проект SERPENT осуществляется университетом штата Луизиана,   австралийскими университетами Сиднея и Вуллонгонга под  руководством специалистов Национального океанографического центра  в Саутгемптоне (Великобритания) и при посредничестве крупнейших  нефтегазовых корпораций.

Источник: Научная Россия

Окаменелости, принадлежащие неизвестному прежде виду палеозойских рыб – акантод, обнаружили в музейных коллекциях палеонтологи из Испании и Германии. Новый вид, описанный ими под именем Machaeracanthus goujeti, приходится предком одновременно и современным акулам, и костистым рыбам.

Machaeracanthus goujeti Махеракантусы жили 408 млн лет назад в теплом и неглубоком океане, плескавшемся на месте современной северо-восточной Испании. По мнению ученых, они не уплывали далеко от материка, занимая экологическую нишу прибрежных хищников.

 "Иными словами, они обитали в мелководном и соленом эпиконтинентальном бассейне, и вполне возможно, что именно эта территория служила им кормовой базой", – рассказал автор исследования, профессор палеонтологии университета Валенсии Эктор Ботелла.

 Судя по найденным чешуйкам и костям, средние Machaeracanthus не превышали метра длиной. Впрочем, отмечает Science News, судить об этом точно пока не возможно, потому что ни целых скелетов, ни полных отпечатков ученые не нашли, а весь материал, хотя и довольно обильный, довольно разрознен и принадлежит молодым особям. "Бывают мелкие животные с крупными костями, и наоборот, так что наша оценка размеров этой рыбы довольно приблизительна", – признался Ботелла.

 "Новый вид, который мы называем Machaeracanthus goujeti, относится к группе Acanthodii, о которой известно очень мало. Это открытие расширяет наши знания о биоразнообразии, существовавшем на полуострове 408 млн лет назад, когда современная провинция Теруэль была покрыта морем", – добавил испанский палеонтолог.

 Напомним, что акантоды (Acanthodii или Acanthodei), по-русски иногда называемые колючкозубыми акулами, на самом деле к акулам не принадлежат, а совмещают в себе признаки как хрящевых, так и настоящих костистых рыб. Это обстоятельство дало повод Майклу Коутсу из Чикагского университета считать их общими предками и тех, и других. Акантоды появились на самом раннем этапе развития челюстноротых рыб, и полностью исчезли в начале пермского периода.

Источник: PaleoNews

400 млн лет назад в первобытном океане обитала бесчелюстная рыба Euphanerops. Ко всем прочим странностям этого существа теперь прибавилась пара плавников, расположенная позади его ануса.

Ископаемый образец Euphanerops (фото Robert Sansom).«Обычно у рыб по два грудных и брюшных плавника, а также один анальный, — напоминает ведущий автор открытия Роберт Сэнсом из Лестерского университета (Великобритания). — А Euphanerops не имеет спаренных плавников в области груди или брюха, зато у него пара анальных. Насколько мне известно, это единственное создание с подобной особенностью. Оно уникально».

Euphanerops, реконструкция (изображение авторов работы).Euphanerops жили в девонском периоде, который из-за плодовитой эволюции рыб порой так и называется — «век рыб». Бесчелюстные рыбы того времени обычно располагали лишь одиночными плавниками и больше напоминали угрей. Теперь вы понимаете, как удивились учёные, изучая образец, найденный в Квебеке (Канада).

Хотя плавники, без сомнения, каким-то образом влияли на способ передвижения рыбы, г-н Сэнсом и его коллеги не спешат приписывать им определённую функцию.

Интересно другое: именно в девонском периоде стали появляться наши ранние предки, челюстные позвоночные, которые со временем выработали привычное нам строение тела с двумя руками (плавниками, крыльями). «А всё, что было у бесчелюстных рыб, — это хвост и спинные плавники, — поясняет г-н Сэнсом. — Для парных образований необходима совершенно иная модель развития».

Вот почему Euphanerops начинает выглядеть как очень важное звено нашей собственной эволюции. У него появляются парные плавники как раз в тот период, когда стали возникать челюстные позвоночные. Возможно, именно благодаря таким, как он, у нас сегодня есть две руки и две ноги.

Результаты исследования опубликованы в журнале Biology Letters.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Рыбки брызгуны охотятся, сбивая струёй воды зазевавшихся насекомых. И даже если бы у брызгунов были феноменальные обоняние и слух, они бы не помогли: стрельбу приходится вести из воды в воздух, а запахи и звуки из среды в среду проникают с большим трудом. Поэтому брызгунам приходится полагаться только на меткость глаза.

И меткость эта воистину удивительна! Шелби Темпл из Бристольского университета (Великобритания) вместе с коллегами попробовала оценить точность брызгунов с помощью офтальмологического теста Ландольта. (Тест Ландольта похож на правую сторону известной каждому таблицы Головина — Сивцева, где нарисованы разомкнутые кольца разной величины.) Рыбы должны были научиться различать буквы «О» и «С» — и если рыба стреляла по правильной букве, то к ней падало угощение. При этом исследователи усложняли задание, постепенно уменьшая размер букв.

Брызгуны не посрамили своего имени: в статье, опубликованной в Vision Research, авторы пишут, что рыбы могли различить дырку в букве «С», даже когда её величина составляла всего 0,155–0,140˚ угла обзора. Лучше всего брызгуны видели той частью сетчатки, на которую попадали лучи света, идущие сверху и спереди. Что понятно: ведь рыбам приходится стрелять по насекомым, которые сидят над ними. В ходе эволюции преимущество получили те брызгуны, у которых фоторецепторы оказались сгруппированы именно в этой, стратегически важной области сетчатки.

Среди пресноводных рыб брызгуны, таким образом, оказались самыми зоркими. Однако морские животные (например, тюлени и киты) видят раза в полтора лучше, а зрение человека и других приматов почти в 20 раз острее, чем у брызгунов. Что уж говорить о птицах. Впрочем, и человек, и птицы смотрят сквозь воздух, который позволяет видеть лучше, чем вода.

Что до брызгунов, то их остроты зрения вполне хватает для той необычной охоты, которой они занимаются. Ранее та же группа исследователей установила, что и цветовое зрение брызгунов сосредоточено в зоне наибольшей остроты, то есть они стреляют по добыче, ориентируясь не только по её форме, но и по цвету.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Массовое исчезновение рыб, которое произошло 360 млн лет назад, дало толчок развитию позвоночных животных и в конечном итоге человека, полагают ученые. Едва ли не полное вымирание животных, одно из пяти в истории нашей планеты, произошло по неизвестной до сих пор причине в то самое время, когда первые позвоночные животные начали выходить из воды на сушу.

Животный мир девонаНесколько видов животных, вышедших из воды и сумевших выжить, стали предками всех позвоночных животных, включая и людей, сообщают биологи из университета Чикаго в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. "Под удар попали все живые организмы, - объясняет Лорен Саллан, главный автор статьи. - Исчезновение было всеобщим и полным. После него началось стремительное развитие позвоночных животных, превративших планету в совершенно иной мир".

Девонский период, начавшийся 416 млн лет назад и завершившийся 359 млн лет назад, иногда также называют Веком рыб, потому что земные океаны и моря изобиловали рыбами и морскими животными. В те давние времена в океанах доминировали пластинокожие панцирные рыбы типа дунклеостея - эта рыба достигала в длину 8-10 метров, а по силе укуса не уступал тираннозаврам.

Также в указанный период в океане жили кистеперые рыбы, похожие на современных двоякодышащих рыб. Лучеперые рыбы, акулы и четвероногие морские животные хотя и жили в девоне, но были в явном меньшинстве. Однако между концом девонского периода и следующим за ним каменноугольным периодом пластинокожие рыбы полностью исчезли, а лучеперые быстро заменили кистеперых рыб и стали доминирующей группой. Это положение вещей сохраняется и сейчас.

В конце девона произошло какое-то катастрофическое событие, практически уничтожившее всю жизнь на Земле и позволившее ей развиваться с чистого листа. Немногие уцелевшие животные отлично приспособились к окружающим условиям и начали расселяться по всей планете.

Ученые давно предполагали, что произошедшее в конце девона (397,5-385,3 млн лет назад) массовое исчезновение животных (событие Келлвассера), считающееся одним из большой пятерки массовых вымираний живых организмов, стало причиной полного исчезновения беспозвоночных морских животных. Однако анализ ископаемых останков позвоночных животных позволил уточнить дату. Критический переход к массовому разнообразию видов произошел на 15 млн лет позднее, после Хангенбергского массового исчезновения.

Перед вымиранием кистеперые рыбы, такие, как рыбоног, хищник с крокодилообразной головой, достигавший длины 1,5 м, и самое ранее из четвероногих животных - ихтиостега - делали первые робкие "шаги", чтобы перебраться на сушу. Но после массового исчезновения их ископаемых останков, известных в палеонтологии как пробел Ромера, совсем исчезли останки тетрапод. Эта загадка не давала покоя палеонтологам много лет.

ДунклеостеяИсследование Лорен Саллан позволяет предположить, что пробел длительностью в 15 млн лет был как бы "похмельем" после Хангенбергского события. Затем тетраподы наконец пришли в себя. Те из них, что выжили, очевидно, и стали очень далекими предками огромного разнообразия современных позвоночных животных, живущих сейчас на суше. Признаки современных позвоночных, такие, как, например, пятипалые конечности, появляются у всех млекопитающих, птиц и рептилий уже в зародыше и вполне могли быть заданы этим ранним предком.

Исследование Саллан стало возможным благодаря недавнему прорыву в заполнении ископаемой истории позвоночных животных. Дату более раннего исчезновения животных ранее определяли на основе анализа ископаемых беспозвоночных животных, таких, как моллюски, которых было очень много. Однако, получив большой объем новых данных по позвоночным и при помощи новых методов анализа, позаимствованных у современных экологов, Саллан сумела разглядеть внезапные изменения в составе видов до и после Хангенбергского события.

Сейчас ученые удивленно пожимают плечами, не понимая, почему они так долго не обращали внимания на такое большое вымирание животных, как Хангенбергское.

Установив время начала расцвета позвоночных животных, палеонтологи по-прежнему пребывают в неведении относительно того, какое событие спровоцировало массовое исчезновение животных 360 млн лет назад. Некоторые исследователи сумели обнаружить следы существенных льдов в конце девонского периода. Оледенение вполне могло значительно понизить уровень воды в океанах и, естественно, отрицательно повлиять на жизнь в воде. Первые деревья в некоторых регионах тоже могли вызвать изменения в атмосфере, катастрофические для мира животных.

Лорен Саллан с коллегами также не смогла ответить еще на один вопрос: почему виды животных, доминировавшие до исчезновения, не смогли восстановиться, в то время как другие виды расселились по всей планете. Какими бы ни были ответы на эти вопросы, последствия тех событий ощущаются на Земле и сейчас.

Источник: ФАКТNEWS

Собираясь в косяки, рыбы стараются компоноваться по одинаковым размерам, в результате этого хищник затрудняется выбрать себе жертву. Но что самое интересное, определяют рыбы размеры сородичей не на глаз, как это делаем мы, а по запаху.

Подробнее...

Легко заметить, что рыбы в косяке примерно одного размера. В этом есть свой смысл: хищнику труднее сосредоточиться на конкретной добыче, когда перед ним мельтешат десятки, сотни, тысячи её копий. Понятно, что это не случайность, что рыбы специально выбирают себе компанию, в которой все примерно одних габаритов.

Рыбы выбирают товарищей по косяку, «принюхиваясь» друг к другу. (Фото H. Takano.)И, как утверждают зоологи из Сиднейского университета (Австралия) и Университета Маунт Эллисон (Канада), свои и чужие размеры рыбы оценивают по запаху.

Рыбы вообще очень чувствительны к запахам, так что гипотеза о том, что они и размеры определяют с помощью обоняния, напрашивалась сама собой. Исследователи поставили ряд опытов с трёхиглой колюшкой и поперечно-полосатым фундулюсом, которым предъявляли химические сигналы, полученные от особей разного размера и разных видов. Рыбы постоянно выделяют в окружающую среду какие-то молекулы, так что собрать образцы запахов не составляло труда.

Как пишут учёные в журнале Behavioral Ecology and Sociobiology, рыбы предпочитали запах особей своего размера. Причём размер был даже важнее видовой принадлежности, то есть колюшку больше привлекал запах равного ей фундулюса, нежели запах других колюшек, но бόльших или меньших по размеру, чем она сама.

Из этого следует, во-первых, что рыбы могут определять собственный размер, а во-вторых, что они в состоянии сравнивать себя с другими и делают это с помощью обоняния. Что за вещества тут задействованы, исследователи пока не выяснили; возможно, это продукты каких-то метаболических путей, завязанных на размер тела животного.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Специалисты, изучающие рыб Северного Ледовитого океана, которые по каким-то таинственным причинам не замерзают при минусовых температурах, обнаружили в них природный антифриз.

В арктических рыбах обнаружен природный антифриз (фото с kalitva.ru) Температура воды в Арктике круглый год держится около точки замерзания - минус 1,8 °C. Температура замерзания крови рыб при этом составляет около минус 0,9 °C, так что надо бы ожидать очевидных последствий, но их нет. Крови не позволяет застыть определённый гликопротеин. Его обнаружили полвека назад, но оставалось загадкой, как именно он работает.

Сотрудники Университета Бохума (ФРГ) под руководством Мартины Хавенит с помощью терагерцевой спектроскопии выяснили, что молекулы воды, которые обычно снуют туда-сюда в крови антарктического клыкача, формируя и разрывая химические связи, при появлении белка замедляются. "Дискотечный танец превращается в менуэт", - поясняет фрау Хавенит.

Замедление процесса формирования химических связей препятствует кристаллизации льда, которая была бы губительна для рыб. Конечно же, от более низких температур рыбу это не спасёт, но к тому времени и вода вокруг неё полностью замёрзнет.

Исследование финансировалось автоконцерном Volkswagen, который, несомненно, хочет найти более эффективные способы борьбы с замерзанием своих автомобилей. Рыбные белки справляются с этой задачей гораздо лучше, чем искусственные антифризы, которые связываются непосредственно с молекулами воды в нижней точке замерзания.

Белкaм не нужно даже связываться - достаточно одного их присутствия на сравнительно далёком расстоянии, чтобы произвести возмущение водного раствора.

Источник: Арктика и Антарктика

Биологи пришли к выводу, что строение нервной системы не позволяет рыбам чувствовать боль. Такое заключение заставляет пересмотреть представления о рыбалке как об антигуманном занятии.

Об этом говорится в статье, подготовленной группой из семи британских и американских специалистов под руководством профессора Джеймса Роуза из Вайомингского университета (США). Она опубликована в журнале Fish and Fisheries.

Ученые проанализировали результаты предыдущих исследований, посвященных физиологии рыб. Согласно одному из них, у рыб, как и у высших позвоночных, включая человека, имеются ноцицепторы – болевые рецепторы, отвечающие за болевые ощущения при повреждении тканей.

Однако, как показали эксперименты других физиологов, рыбы, пойманные на крючок и затем отпущенные обратно, почти сразу же возвращаются к обычному поведению и поиску пищи, не демонстрируя никаких признаков пережитой ими боли, что не согласуется с наличием болевых рецепторов.

Из этого авторы работы заключили, что ноцицепторы заставляют рыб ощущать не боль, а лишь чувство бессознательной тревоги. В пользу такого предположения свидетельствует небольшое количество имеющихся у рыб C-волокон, сенсорных нервов, чья активация должна приводить к возникновению боли.

«Существует много конфликтов вокруг того, способны ли рыбы ощущать боль, рыбаков часто изображают как ужасных садистов, -- пояснил профессор Роберт Арлингхаус, один из исследователей. -- Конечно, благополучие рыб очень важно, но рыбная ловля и наука тоже важны», передает его слова издание The Telegraph.

Как подчеркивают авторы работы, рыбаки играют важную роль в борьбе за чистоту водоемов и сохранение рыбных ресурсов.

Источник: infox.ru

Нет никаких сомнений в том, что климатические изменения влияют на животный и растительный мир, однако детали такого воздействия до сих пор не вполне понятны. Климатические перемены начались не сегодня, и чтобы понять, как они влияют на живой мир, требуются столь же долгие наблюдения за экосистемами. Учёные же пока не имеют возможностей десятилетиями и столетиями следить за климатическими и экосистемными пертурбациями.

Отолит восьмилетнего плектроплита, австралийской пресноводной промысловой рыбы (фото авторов работы)Поэтому, чтобы сопоставить жизнь животных и климатические перемены, пользуются косвенными свидетельствами. Учёные из Государственного объединения научных и прикладных исследований (Австралия) предлагают в качестве такого свидетельства несколько необычный предмет — «уши» рыб, отолиты. Это твёрдые образования, которые есть у всех позвоночных: они входят в состав органа равновесия. У рыб отолиты не только служат для определения ориентации тела, но и вообще помогают чувствовать движение и вибрации в толще воды.

Ещё одна особенность отолитов в том, что они растут вместе с рыбой, при этом на их поверхности видны отметины, соответствующие году жизни — подобно годовым кольцам у деревьев. И по ним можно делать выводы о самочувствии рыбы в этот год: быстро ли росла, хорошо ли питалась. Динамика роста считается одной из важнейших характеристик, которая может много рассказать о взаимоотношениях организма и среды.

В статье, опубликованной в журнале Nature Climate Change, исследователи обращают внимание коллег на то, что в руках учёных буквально залежи этих самых отолитов: нужно только перетряхнуть научно-исследовательские и музейные фонды и запасники. Уже сейчас мы можем сопоставить самочувствие рыб с изменениями в климате, которые происходили с начала XIX века. Многие виды рыб живут по несколько десятилетий (чемпионом считается атлантический большеголов, чей возраст, как полагают некоторые, может достигать 150 лет). Всё это даёт дополнительные возможности для оценки влияния климатических перемен на морские экосистемы.

Это не первый случай, когда биоэкологи пробуют восстановить климатическую картину по твёрдым останкам живых существ. До этого с той же целью предлагали использовать кораллы и раковины моллюсков. Отолиты рыб могут дополнить базу данных, создаваемую останками кораллов и моллюсков. Кроме того, так мы сможем непосредственно понять, как изменения климата влияют на промысловых рыб. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Рыбы, эволюционно приспособившиеся к жизни в пещерах, в сравнении со своими   ближайшими сородичами на поверхности почти не спят. Учёные предполагают, что эта   находка позволит разобраться с причинами различных расстройств сна у людей.

Для пещерных рыбок длительное бодрствование — норма. Притом их сородичи с поверхности спят как все обычные существа (фото New York University)    Американские биологи провели исследование сна обычных рыбок, живущих на   поверхности, и представителей трёх популяций пещерных рыбок того же самого вида   (Astyanax   mexicanus). Сравнение двух форм одной и той же разновидности позволило   выявить отличия, обусловленные средой обитания и «запечатлённые» в генах после   бесчисленных поколений, живших соответственно на свету и во тьме.

    Это оказалась не только потеря глаз и пигмента (что было известно давно), но   и радикальное сокращение сна. Серия опытов в аквариумах (проверялась реакция на   внешние раздражители, типа стука по стеклу) позволила выяснить, что   поверхностная форма Astyanax   mexicanus спит в среднем 800 минут в сутки, в то   время как пещерная версия этой рыбки довольствуется 110-250 минутами. Это   огромная разница для существ генетически предельно родственных (так что они даже   считаются одним видом).

    Как сообщает ScienceDaily, исследователи попытались выяснить, определяет ли генетика столь   аномальный сон. Авторы работы вывели гибрид пещерной и поверхностной рыбки. Опыт   показал, что «помесь» почти сравнялась по времени сна с пещерной рыбкой, а не   поверхностной. Значит, слепые рыбы несут некие доминантные гены, обуславливающие   феноменальную бессонницу.

    В дальнейшем биологи намерены определить эти гены. А далее можно будет   попытаться вычислить аналогичные гены и у людей с нарушениями сна. Так что чисто   академическое, на первый взгляд, исследование из области ихтиологии может   обрести вполне прикладное медицинское значение.

    (Подробности — в пресс-релизе университета Нью-Йорка и в статье в Current Biology.).

Источник:  MEMBRANA

Чтобы не задохнуться в перегретом океане, рыбам придется уменьшить свои размеры.

Канадские ученые из Университета Британской Колумбии пришли к выводу, что в ближайшем будущем средний размер рыб, живущих в мировом океане, значительно сократится из-за потепления климата. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Climate Change.

Авторы работы изучили более 600 видов рыб, живущих в различных регионах Земли. Они рассчитали, как с ростом температуры океана будет меняться плотность популяции рыб, направление их сезонных миграций, а также максимальная масса и размеры отдельных особей.

Оказалось, что к 2050-му году средняя масса рыб сократится примерно на14-20% по сравнению с показателями 2000-го года. При этом особенно пострадают виды, обитающие в тропических регионах, поскольку там температура воды повысится сильнее всего, что пагубно отразится на метаболизме рыб.

«Чтобы расти, рыбы нуждаются в кислороде. Поскольку океан становится всё более теплым, концентрация кислорода в нем падает, так что крупным рыбам будет всё сложнее выживать. Поэтому рост рыб будет прекращаться на более ранних этапах», -- пояснил Даниэль Паули, один из соавторов статьи.

По мнению исследователей, падение концентрации кислорода оказывает на рыб более существенное влияние, чем сокращение их пищевой базы. Как указывают авторы работы, эта гипотеза хорошо согласуется с уменьшением размеров пикши в Северном море, температура которого поднялась за последние годы.

Источник: infox.ru