Древние предки современных кальмаров и каракатиц спаслись от вымирания в глубинах океана
Выжить древним кальмарам и каракатицам помогло то, что они были связаны с глубоководной средой, где существовали небольшие участки с достаточным содержанием кислорода, которые и стали для них убежищами.
Источник: Keishu Asada. Фотография карликового кальмара (Idiosepius sp.)
МОСКВА, 31 марта. /Новости науки/. Международная группа исследователей восстановила эволюционную историю кальмаров и каракатиц и пришла к выводу, что их древние предки возникли в глубоком океане около 100 млн лет назад, а затем резко начали развиваться после глобального вымирания, уничтожившего динозавров. По мнению ученых, именно жизнь в глубинных убежищах помогла этим головоногим пережить одну из крупнейших катастроф в истории Земли. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution.
«Кальмары и каракатицы — удивительные существа, однако их эволюцию было исключительно трудно изучать. Вопрос об их происхождении обсуждается десятилетиями, и разные научные группы предлагали разные гипотезы, опираясь на морфологические признаки и молекулярные данные. Благодаря новой геномной информации нам удалось прояснить часть тайн, связанных с их происхождением», — приводятся в сообщении слова первого автора работы, сотрудника Молекулярно-генетического подразделения OIST Густаво Санчеса.
Как отмечают ученые, кальмары и каракатицы давно привлекают внимание биологов благодаря своим необычным свойствам — от способности менять окраску до реактивного способа движения. Однако точно восстановить их родословную долго не удавалось из-за скудности ископаемых находок и нехватки полных геномных данных.
В новой работе исследователи объединили уже существующие базы данных с тремя заново расшифрованными геномами кальмаров. Это позволило впервые построить почти полное эволюционное древо десятиногих головоногих, к которым относятся кальмары и каракатицы.
По словам исследователей, одной из немногих черт, объединяющих большинство этих очень разных животных, остается внутренняя раковина. Но и она у разных групп сильно различается — от округлой сепии каракатиц до тонкого «меча» у многих кальмаров, спиральной раковины у Spirula и полного исчезновения у некоторых мелководных форм.
Ранее попытки разобраться в эволюции этих животных были ограничены малым объемом данных. Теперь же полные геномы позволили получить гораздо более надежную картину их родства.
Основные линии десятиногих головоногих начали быстро расходиться примерно 100 млн лет назад, в середине мелового периода. Но затем на протяжении десятков миллионов лет их эволюция шла сравнительно медленно.
Резкий всплеск разнообразия произошел уже после катастрофы 66 млн лет назад, когда Землю накрыло мел-палеогеновое вымирание. Тогда исчезло около трех четвертей видов растений и животных, включая динозавров. Именно этот этап ученые называют моделью «длинного фитиля»: сначала долгое скрытое накопление эволюционного потенциала, а затем быстрый взрыв разнообразия.
По мнению авторов исследования, выжить древним кальмарам и каракатицам помогло то, что они были связаны с глубоководной средой, где существовали небольшие участки с достаточным содержанием кислорода, которые и стали для них убежищами.
«Поверхностные воды в то время были бы очень суровой средой для головоногих. У берегов оставалось очень мало подходящих богатых кислородом местообитаний. К тому же сильное закисление мелководных вод, вероятно, разрушало бы их раковины. То, что различные формы внутренней раковины сохранялись у них на протяжении всей эволюционной истории, — еще один аргумент в пользу их глубоководного происхождения», — пояснил Санчес.
После массового вымирания вдоль побережий начали восстанавливаться коралловые рифы, и это создало новые пригодные для жизни мелководные экосистемы. Именно туда, как считают ученые, затем переселились многие древние линии десятиногих головоногих.
По словам исследователей, новая работа не только объясняет, откуда произошли современные кальмары и каракатицы, но и создает основу для изучения того, как возникли их уникальные особенности — от необычных органов и маскировки до сложной нервной системы и поведения.
«У кальмаров и каракатиц так много уникальных черт по сравнению с другими животными, что они остаются неисчерпаемым источником вдохновения для ученых. Теперь, когда у нас есть их геномы и ясная картина их эволюционных связей, мы можем осмысленно сравнивать эти данные и искать молекулярные изменения, связанные с ключевыми инновациями головоногих», — отметил руководитель подразделения молекулярной генетики OIST Дэниел Роксар.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution.
«Кальмары и каракатицы — удивительные существа, однако их эволюцию было исключительно трудно изучать. Вопрос об их происхождении обсуждается десятилетиями, и разные научные группы предлагали разные гипотезы, опираясь на морфологические признаки и молекулярные данные. Благодаря новой геномной информации нам удалось прояснить часть тайн, связанных с их происхождением», — приводятся в сообщении слова первого автора работы, сотрудника Молекулярно-генетического подразделения OIST Густаво Санчеса.
Как отмечают ученые, кальмары и каракатицы давно привлекают внимание биологов благодаря своим необычным свойствам — от способности менять окраску до реактивного способа движения. Однако точно восстановить их родословную долго не удавалось из-за скудности ископаемых находок и нехватки полных геномных данных.
В новой работе исследователи объединили уже существующие базы данных с тремя заново расшифрованными геномами кальмаров. Это позволило впервые построить почти полное эволюционное древо десятиногих головоногих, к которым относятся кальмары и каракатицы.
По словам исследователей, одной из немногих черт, объединяющих большинство этих очень разных животных, остается внутренняя раковина. Но и она у разных групп сильно различается — от округлой сепии каракатиц до тонкого «меча» у многих кальмаров, спиральной раковины у Spirula и полного исчезновения у некоторых мелководных форм.
Ранее попытки разобраться в эволюции этих животных были ограничены малым объемом данных. Теперь же полные геномы позволили получить гораздо более надежную картину их родства.
Основные линии десятиногих головоногих начали быстро расходиться примерно 100 млн лет назад, в середине мелового периода. Но затем на протяжении десятков миллионов лет их эволюция шла сравнительно медленно.
Резкий всплеск разнообразия произошел уже после катастрофы 66 млн лет назад, когда Землю накрыло мел-палеогеновое вымирание. Тогда исчезло около трех четвертей видов растений и животных, включая динозавров. Именно этот этап ученые называют моделью «длинного фитиля»: сначала долгое скрытое накопление эволюционного потенциала, а затем быстрый взрыв разнообразия.
По мнению авторов исследования, выжить древним кальмарам и каракатицам помогло то, что они были связаны с глубоководной средой, где существовали небольшие участки с достаточным содержанием кислорода, которые и стали для них убежищами.
«Поверхностные воды в то время были бы очень суровой средой для головоногих. У берегов оставалось очень мало подходящих богатых кислородом местообитаний. К тому же сильное закисление мелководных вод, вероятно, разрушало бы их раковины. То, что различные формы внутренней раковины сохранялись у них на протяжении всей эволюционной истории, — еще один аргумент в пользу их глубоководного происхождения», — пояснил Санчес.
После массового вымирания вдоль побережий начали восстанавливаться коралловые рифы, и это создало новые пригодные для жизни мелководные экосистемы. Именно туда, как считают ученые, затем переселились многие древние линии десятиногих головоногих.
По словам исследователей, новая работа не только объясняет, откуда произошли современные кальмары и каракатицы, но и создает основу для изучения того, как возникли их уникальные особенности — от необычных органов и маскировки до сложной нервной системы и поведения.
«У кальмаров и каракатиц так много уникальных черт по сравнению с другими животными, что они остаются неисчерпаемым источником вдохновения для ученых. Теперь, когда у нас есть их геномы и ясная картина их эволюционных связей, мы можем осмысленно сравнивать эти данные и искать молекулярные изменения, связанные с ключевыми инновациями головоногих», — отметил руководитель подразделения молекулярной генетики OIST Дэниел Роксар.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution.
