https://frosthead.com

Зашто је отровна риба еволуирала ужареним очима?

Лео Смитх је 2003. сецирао баршун. Смит, еволутивни биолог са Универзитета у Канзасу, покушавао је да утврди односе између риба које се шаљу по пошти, наредбе која укључује баршун, као и морске осице, камене рибице и злогласне лавове. Док је кретао до горње чељусти баршуна, схватио је нешто необично - имао је проблема са уклањањем усне кости.

"На нормалној риби постоји мало везивног ткива и можете радити оштрицом скалпела између горње вилице и ове кости", подсећа Смитх, чији се рад фокусира на еволуцији отровних врста рибе и биолуминесценцији. „Имао сам ужасно време покушавајући да га раздвојим. Кад сам га коначно раздвојио, приметио сам да постоји та ствар која је сва грудаста и хрђава ... тада ме је погодило то мора да је нека врста механизма за закључавање. "

Да будемо фер, већина баршунастих риба већ личи на трновите, мршаве мутанте, тако да додатни скевер није баш тако необичан. Али с обзиром на то да је Смит провео године проучавајући рибице размажене поштом ( Сцорпаениформес ) - поредак који добија своје заједничко име од коштаних плоча које се налазе на сваком образу - могли бисте помислити да би и раније приметио масиван, окомити шиљак. Није. Он и његове колеге назвали би ово чудно ново откриће „лакримском саблом“.

(ФИИ: Лацхримал долази од латинске речи „суза“. Док риба не може да плаче, то је још увек технички назив кости која формира очну утичницу.)

Смитх и његови коаутори из Америчког друштва ихтиолога и херпетолога први пут описују ову мало вероватну очнику у часопису Цопеиа - и чак извештавају о оном који светли флуоресцентно зеленом, малом светлосном саблом. Аутори још увек не могу тачно рећи за шта је додатак. Али они тврде да оно има потенцијал да дубоко преуреди еволуцијско дрво Сцорпаениформес, мењајући оно што знамо о овим врло отровним рибама.

Налаз такође поставља питање: Како је враг тако дуго занемарио ужарени, додатак налик мачу?

Инимицус_2.јпг Врста камене рибе, пјегави гоул (Инимицус синенсис), закопан у шљунку. (Лео Смитх)

Каменицу је лако пропустити. Истина за своје име, они јако подсећају на стијене, са калдрмом прекривеним вањским површинама које се огледају у подводној рушевинама или комадима корала. Али закорачите на један и никад га нећете заборавити.

У морима има више отровних риба од змија на копну - или од свих отровних краљежњака комбинованих - али камена риба је једна од најцрњивих врста на планети. Ударање једног од ових морских чудовишта може се осећати као несрећна жртва једном речено, попут „ударања чекићем по нози, а затим га поново и поново трљајући о филе за нокте.“ Иако је то ретко, рониоци су чак умрли и након такав сусрет.

Каменице и њихови рођаци такође су чудесни на камуфлажи. Неки узгајају алге и хидроидне вртове на својим леђима, други могу по вољи да мењају боју, а један, мамурна шкорпион, на свом леђном пераји има мамца који подсећа на малену пливајућу рибу. Нађена углавном у тропским водама широм Индо-Тихог океана, ова изузетна створења користе своје прерушавање како би обоје пленили из заседе и избегли да сами постану ручак.

Али сузе сабра, јединствени аспект ове рибе, некако су занемариле. И док није светлосна сабља Стар Варс или сечива Господара Прстенова, ова сабља може бити нешто још импресивније. Замислите сложену краљежницу испод ока рибе која дјелује попут зачара и шапе, бочно се закључавајући на мјесту попут двије оштре руке. "Они чак ни саме сабље не померају", каже Смитх. „Они померају подложну кост која је с њом повезана преко механизма за закључавање и онда је та ротација оно што је закључава.“

Барем једна врста - Центропогон аустралис, пасмина сировице - сабља блиста биофлуоресцентно липо зелено, док остатак рибе светли наранџасто-црвено под одређеном светлошћу.

Адам Суммерс, биомеханичар и специјалиста за рибе са Универзитета у Вашингтону, тренутно покушава да изврши ЦТ скенирање свих 40.000 врста риба. Љета, која није била укључена у недавну студију, већ су скенирали 3052 врсте и 6 077 узорака, док су током година проучавали многе рибе обојане поштом. И никад није приметио сабљу.

"Еректилна одбрана у рибама је заиста уобичајена", каже Суммерс, који је био и научни саветник о Пикар-овим проналажењу Немо и проналажењу Дори . Он не мисли на пенис рибе, већ на анатомске одбрамбене механизме који искачу када су одређене врсте стресне или угрожене. "Ако сте икад ухватили рибу и покушали да је извучете са удице, знате да су дорзални бодљи усправни и они могу да искачу жива срања из вас", каже Хес, "али да смо пропустили ону која је била испод ока —Сорт сабре за очи - прилично је лудост. “

Да би утврдили да су ове рибе заиста повезане изван сабље, истраживачи су у новој студији користили ДНК секвенцирање како би потврдили своје налазе. Гледајући 5.280 усклађених нуклеотида и користећи 12 подгрупа као контроле, они су изградили филогенетско или еволуцијско стабло. Једном када стекнете дрво, објашњава Смит, постоје методе које се називају реконструкција стања карактера предака и које нам омогућавају да пратимо када се ликови развијају. А то ће можда помоћи биолозима да обједине групу риба за које се претходно мислило да су одвојене породице.

"Таксономија Сцорпаениформес-а је историјски замршена", објашњава Смитх. „Односи шкорпиона и камених риба били су заиста проблематични, а за ову групу је везано много породицних имена која су драматично очишћена када се ове групе третирају као две главне линије а не са 10 традиционалних породица. Сада је много чистије, а присуство лакрималне сабље у потпуности може раздвојити две ревидиране породице. "

ИМГ_2775.јпг Оселирана риба (Апистус царинатус) која је скелетирана месарима у јеловном музеју. (Лео Смитх)

Кад је први пут сецирао баршун, Смитх није схватио у шта га гледа. „Само сам мислио да су некако спиниер или лумпиер“, каже он. „Ове рибе имају пуно бодљи и избочина на глави. Па сам рекао: "Ох, ове [усне] су некако занимљивије."

Смит је провео године испитујући костуре риба и живе рибе како би утврдио колико је ова сабља широко распрострањена. Срећом, као кустос у Институту за биодиверзитет на Универзитету у Канзасу, има приступ једној од највећих библиотека узорака риба на свету.

Многе од ових примера риба начињене су методом која се зове „чишћење и бојење“, у којој научници користе мешавину течног формалдехида и желучаног ензима који се зове триппсин, за растварање мишића и другог меког ткива. Резултат је јасан костур са црвено обојеним костима и хрскавицом плаве боје, попут витража. Ова техника олакшава проучавање коштаних структура кичмењака.

„Људи који пажљиво проучавају рибе често раде са мртвом сачуваном рибом, а такве стварно цоол ствари не раде код животиње која није покретна“, каже Суммерс. Ипак, "пронаћи ово и затим схватити да је то уједињујући лик за читаву групу риба је врло, врло цоол."

Смитх није сигуран зашто је риба развила ову особину. Очигледна претпоставка је да је одбрамбена, с обзиром да пројицирани бодљи шире ширину главе, чинећи рибу теже гутањем и вероватнијом је да ће убодити потенцијалног предатора. Сличне одбрамбене мере постоје: на пример, дубокоморски фењераш има на леђној кичми ужарене „светлосне сабље“ за које се верује да бране од грабљивице. Али Смит није видео како се лакрим сабља користи одбрамбено, осим на фотографијама риба обрађених поштом.

"Улазио сам у то претпостављајући да је то анти-грабежљивац, сложена анатомска ствар која је тако расла и сада, као и сваким даном, почињем да се све више и више испитујем", каже Смитх. "Део тога је да никада не могу навести глупе ствари да то ураде ... Хоћу рећи, помислили бисте да је то био само против грабежљивца, ако налетим на тенк, одмах бих их извукао." Друга опција, каже, је: да би то могло бити привлачење пријатеља, мада он истиче да изгледа да оба пола имају сабље.

Другим речима, за сада је очни шпиц још увек мистерија.

2006. године, са Вард Вхеелер, Смитх је открио да је више од 1200 врста риба отровно, у поређењу с претходним проценама 200. Ажурирао је тај број деценију касније између 2386 и 2962. Такође је радио на ПЛОС Оне раду са запаженим ихтиолозима Матт Давис и Јохн Спаркс показали су да се биолуминесценце развила 27 засебних пута у линијама морских риба. Чак је ревидирао таксономију лептирица.

С овим новим открићем, Смитх је можда још једном пореметио начин на који размишљамо о односима с рибама, каже Сарах Гибсон, помоћна професорица биологије на Свеучилишту Ст. Цлоуд Стате у Миннесоти која проучава триасне рибе. „Мислим да је то прилично важна, велика студија“, каже она. "Познавање еволуцијских односа групе може заиста утицати на наше разумевање еволуционе историје риба уопште." (Гибсон је радила са Смитом док је радила дисертацију, али није била део недавне студије.)

Разумевање еволуције камених риба кључно је за њихово очување, додаје Суммерс. "Не можете нешто сачувати ако не знате ко је то", каже он. Мистерија лакримске сабље „је занимљиво питање које се вреди позабавити и још увек ме брига што смо га пропустили“.

На крају, ово откриће такође подвлачи нешто што је Смитх једном испричао Нев Иорк Тимес : Упркос вековима истраживања и истраживања, „о рибама заиста ништа не знамо.“

Зашто је отровна риба еволуирала ужареним очима?