240 мільйонів років тому стародавні риби використовували для слуху неочікуваний орган
- Дослідження показало, що стародавні целаканти використовували легені для слуху, передаючи звукові хвилі до внутрішнього вуха.
- Цю сенсорну систему виявлено лише у двох видів целакантів, але вона могла бути поширеною серед інших з міцними легенями.
Мільйони років тому мешканці океанів мали зовсім інші способи сприйняття довкілля, ніж їхні сучасні нащадки. Нове дослідження скам'янілостей розкрило вражаючу таємницю целакантів, які населяли планету сотні мільйонів років тому та володіли унікальною системою орієнтації в товщі води.
Який орган використовували стародавні істоти для сприйняття звуків?
Целаканти залишаються однією з найбільш захопливих тем для біологів з моменту їхнього повторного відкриття у XX столітті. Сучасні представники цього виду, відомі як латимерії, мешкають на значних глибинах і дихають виключно за допомогою зябер. Проте їхні далекі пращури, які жили приблизно 240 мільйонів років тому, демонстрували значно ширше розмаїття форм і середовищ існування, пише Phys.org.
Дивіться також Найдавніша система навігації тварин існувала щонайменше 97 мільйонів років тому
Деякі з них мали надзвичайно розвинені легені, поверхня яких була вкрита кістковими пластинами, що нагадували черепицю на даху. Довгий час наукова спільнота вважала, що цей орган слугував лише для дихання атмосферним повітрям, проте нові дані змушують переглянути цю теорію.
Міжнародна група дослідників під керівництвом Ліонеля Кавіна з Музею природної історії Женеви та Університету Женеви провела детальний аналіз скам'янілостей целакантів Тріасового періоду, знайдених на території сучасної Лотарингії у Франції. Для вивчення внутрішньої структури артефактів науковці застосували потужності Європейського центру синхротронного випромінювання у Греноблі. Використання прискорювача частинок дозволило зазирнути всередину каменю з мікрометричною точністю, не пошкодивши при цьому цінні зразки.
Отримані зображення продемонстрували дивовижну деталь: ороговіла легеня мала особливі кісткові нарости у формі крил на своїх краях. Паралельно з цим, вивчаючи ембріони сучасних латимерій, вчені помітили специфічний канал, який з'єднує органи слуху та рівноваги, розташовані по обидва боки черепа.
Поєднавши ці факти, дослідники висунули гіпотезу, що перед ними – цілісна сенсорна система. Звукові хвилі, що поширювалися у воді, вловлювалися зміцненою легенею, а потім через згаданий канал передавалися до внутрішнього вуха тварини.
Реконструкція целаканта, на якій зображено отофізичний зв’язок, що з’єднує легеню з внутрішнім вухом / Зображення L. Cavin/MHNG
Луїджі Мануеллі, один із авторів дослідження, що з'явилося в Communications Biology, пояснює цей механізм, проводячи аналогію з сучасними прісноводними рибами, такими як коропи чи соми. У цих видів існує так званий апарат Вебера, що сполучає плавальний міхур із внутрішнім вухом. Повітряна бульбашка всередині міхура відіграє критичну роль у детекції підводних коливань, які інакше просто пройшли б крізь тіло риби непоміченими. Схоже, стародавні целаканти використовували свої легені аналогічним чином.
Наразі таку анатомічну особливість підтверджено лише у двох видів целакантів Тріасового періоду, проте науковці припускають, що вона могла бути значно поширенішою серед представників цієї групи, які мали зміцнені легені.
Слуховий орган складається з кісткових крил (червоні) на окостенілих легенях (білі), які передавали коливання до внутрішнього вуха в проотичній кістці черепа (рожеві) / Фото L. Manuelli/MHNG
Ліонель Кавін зазначає, що здатність чути за допомогою легень, імовірно, зникала поступово, коли пращури сучасних видів почали освоювати глибоководні ділянки океану. У нових умовах легені регресували, і складна слухова система стала непотрібною. Проте деякі елементи, пов'язані з внутрішнім вухом, збереглися до наших днів.
Ці анатомічні залишки допомагають краще зрозуміти не лише еволюційний шлях риб, а й розвиток наших власних далеких предків, які колись покинули водне середовище.