Глаз камбалы застрял на полпути

Водный мир всегда оставался загадкой для человека как из-за своей недоступности, так и благодаря странным законам, действующим в морских глубинах. Именно они привели к формированию многообразия флоры и фауны, непохожей на земную.

Но принципы эволюции остаются теми же, и каждая экологическая ниша оказывается занятой видами, наиболее приспособленными к конкретным условиям. В конкурентной борьбе они готовы пожертвовать многим, в том числе красотой и симметрией. Одни из наиболее ярких представителей таких «авантюристов» — камбалообразные, чье происхождение так и не смогли выяснить «основатели теории эволюции» — Дарвин, Уоллес и Ламарк.

Мэтт Фридман из Университета Чикаго, используя вновь обнаруженные окаменевшие останки, предложил своё решение этой биологической загадки.

Исследованные им отпечатки, которым более 50 миллионов лет, принадлежали промежуточному звену в развитии этой группы рыб.

Все ныне живущие камбалообразные, к которым относится палтус, морской язык, обычная камбала и еще полтысячи видов, обладают уникальным приспособлением – парой глаз, расположенных лишь на одной стороне тела. Примечательно при этом, что мальки рождаются полностью симметричными, и лишь во время метаморфоза глаз «мигрирует» на другую половину тела, становящуюся «верхней».

Такое приспособление даёт очевидное преимущество – использовать оба глаза с широким углом видения для наблюдения за всем, что происходит наверху. Лежа на дне или «паря» на небольшом расстоянии от него, камбала может легко оценить расстояние до жертвы и скорость её перемещения, что сделать одним глазом было бы весьма непросто.

Если «готовые» формы отлично приспособлены для морского дна, то вот у переходного звена от нормальных рыб к «односторонним», если оно существовало, должны были возникнуть проблемы: такие рыбы были бы весьма уязвимыми и уступали бы конкурентам с полноценным зрением.

«Проблема эволюции асиметричных камбалообразных была не полностью разрешенной загадкой для биологов, поскольку очень непросто объяснить, какие эволюционные силы могли привести к такому переходу … промежуточные формы не имели никаких преимуществ», — так Фридман оценил состояние вопроса до своей публикации в Nature.

Именно по этой причине камбалы стали одним из основных аргументов для объяснения специфического механизма эволюции, когда новый вид возникает в результате многочисленных мутаций, в целом отрицательных или нейтральных, но в определённых условиях становящимися положительными.

Фридману удалось доказать – в той степени, в которой это возможно в палеобиологии, – что группа кабмалообразных появилась вовсе не в одно поколение.

Для этого он воспользовался ископаемыми останками эпохи эоцена. 50 миллионов лет назад, когда по земле уже ходили современные млекопитающие, а в воздухе царили птицы, на территории современной северной Италии было море, а в его глубинах обитали два рода костных рыб.

Первый получил название Heteronectes и был «открыт» Фридманом в запасниках Музея естественной истории в Вене. Второй – Amphistium – был на самом деле описан ещё сто лет назад. И целый век палеоихтиологи считали, что Amphistium, останки которого находили и во Франции, обладает симметричным черепом.

Однако в распоряжении современного аспиранта Чикагского университета есть не только блокнот и карандаш, которыми ограничивался арсенал исследователей столетней давности. Томография и химические методы растворения окружающей отпечатки породы позволили точно восстановить структуру древних черепов и исследовать черепа практически в трёх измерениях, произвольно разворачивая их на экране компьютера.

Оба оказались асимметричными.

Причем асимметрия по сравнению с современными камбалами была «неполной», демонстрируя промежуточное состояние между обычными рыбами и «донными монстрами».

То, что Amphistium и Heteronectes ближе к камбалам, чем любые другие из современных или обнаруженных на данный момент древних рыб, ученый подтвердил и дополнительными чертами строения скелета, не связанными с вопросами симметрии.

Фридману также удалось показать, что миграция глаза с одной стороны тела на другую всё-таки была постепенной. При этом у древних рыб «основной» стороной организмов каждого из видов могла быть и правая, и левая, в то время как у современных камбалообразных каждый вид характеризуется узкой «специализацией».

Работа Фридмана – чисто эмпирическая. Она не поясняет, в чём заключалось преимущество таких «недокамбал» перед обычными симметричными рыбами. Однако само существование таких животных говорит о том, что некоторое преимущество было, а вот вмешательства разумного творца, который бы в одно мгновение перенёс глаз с одной стороны рыбы на другую, не было. Природа справилась сама, переместив глаза постепенно в течение нескольких поколений.

Кстати, даже не до конца завершенная трансформация позволяла камбалам неплохо охотиться – у одного из образцов Amphistium'а в области желудка учёные нашли отпечаток рыбы примерно в половину длины самого хищника.