Рыба-пижама
Рыба-пижама
Екатерина Крылова Опубликована сегодня в 4:31

Слух древней рыбы смоделировали на компьютере — частоты выдали то, чего не ждали от пресноводных рыб

Ископаемую рыбу Acronichthys maccagnoi описали в Канаде — палеонтолог Лю

Новая находка ископаемой рыбы меняет представления о том, где возникла крупнейшая группа пресноводных рыб на планете. Оказалось, что их эволюционный путь мог начаться не в реках и озёрах, а в море. Крошечный скелет из Канады помог учёным по-новому взглянуть на происхождение слуха у рыб и на взрыв их разнообразия. Об этом сообщает научное издание со ссылкой на результаты международного исследования.

Морские корни пресноводных гигантов

Сегодня отофизаны — самая многочисленная группа пресноводных рыб, насчитывающая более 10 тысяч видов. В неё входят и крупные речные хищники, и популярные аквариумные рыбы. Долгое время считалось, что эта группа сформировалась в пресных водоёмах древнего суперконтинента Пангея.

Однако новое исследование под руководством палеонтолога Хуана Лю из Калифорнийского университета в Беркли показывает иную картину. Совмещая данные по ископаемым и генетические анализы современных видов, учёные пришли к выводу, что предки отофизанов возникли в морской среде около 154 миллионов лет назад. Более того, переходы из солёной воды в пресную происходили как минимум дважды и независимо друг от друга.

Крошечная окаменелость с большим значением

Ключевым объектом исследования стал новый вид — Acronichthys maccagnoi. Эта рыба жила около 67 миллионов лет назад в пресноводной системе на территории современной Альберты. Её длина составляла всего около пяти сантиметров, но в черепе сохранились крайне редкие и хрупкие слуховые структуры.

С помощью рентгеновского микро-КТ высокого разрешения учёные создали трёхмерную модель головы и позвонков. Анализ показал наличие хорошо сформированного веберианского аппарата — цепочки крошечных костей, соединяющей плавательный пузырь с внутренним ухом.

"Мы не были уверены, что этот веберианский аппарат был полностью функциональным, но моделирование показало, что он действительно работал", — рассказала палеонтолог Хуан Лю.

Как рыбы научились слышать

Слух в воде принципиально отличается от слуха в воздухе. Плотность воды близка к плотности тела рыбы, поэтому звуковые волны передаются иначе. У большинства рыб есть внутренний плавательный пузырь, наполненный воздухом, который реагирует на изменения давления.

У отофизанов веберианский аппарат усиливает этот сигнал, передавая колебания напрямую к внутреннему уху. Благодаря этому даже слабые звуки становятся различимыми, что хорошо согласуется с данными о ритмах активности рыб и их сенсорных возможностях в разных средах.

Симуляция слуха древней рыбы

Чтобы понять, как слышал Acronichthys maccagnoi, исследователи применили анализ конечных элементов — компьютерное моделирование вибраций костных структур. Подобные методы уже использовались для реконструкции древнего слуха у позвоночных, включая исследования, где 3D-модель черепа раскрыла строение древнего слуха.

Моделирование показало, что слуховая система этой позднемеловой рыбы лучше всего реагировала на частоты от 500 до 1000 герц — диапазон, характерный и для многих современных представителей группы.

Повторные выходы в пресную воду

Реконструированная временная шкала указывает, что морские предки отофизанов неоднократно осваивали пресные экосистемы. Эти переходы открывали новые экологические ниши и ускоряли формирование разнообразия.

"Такие ранние и повторные вторжения в пресную воду, вероятно, сыграли ключевую роль в быстром видообразовании", — отмечает Хуан Лю.

Сегодня именно эта история помогает объяснить, почему реки и озёра по всему миру населены столь разными, но эволюционно связанными группами рыб.

Сравнение: морские предки и пресноводные потомки

Морские формы обладали развитым слуховым аппаратом ещё до перехода в реки. В пресной воде эта система дала серьёзное преимущество, позволив рыбам лучше ориентироваться и взаимодействовать с окружающей средой, чем у многих других линий костных рыб.

Плюсы и минусы новой эволюционной модели

Новая гипотеза объединяет данные палеонтологии, генетики и биомеханики. Она объясняет масштаб разнообразия группы и её глобальное распространение.

  • Плюсы: междисциплинарный подход, функциональное моделирование, чёткая временная рамка.
  • Минусы: редкость хорошо сохранившихся ископаемых и зависимость выводов от цифровых реконструкций.

Советы шаг за шагом: как изучают слух у ископаемых рыб

  1. Поиск ископаемых с сохранёнными структурами черепа.

  2. Создание 3D-моделей методом микро-КТ.

  3. Компьютерное моделирование вибраций слуховых костей.

  4. Сравнение результатов с современными видами.

Популярные вопросы о происхождении пресноводных рыб

Правда ли, что все пресноводные рыбы произошли от морских?

Да, но новые данные показывают, что некоторые группы переходили из моря в реки несколько раз.

Почему слух оказался таким важным?

В мутной воде звук часто надёжнее света, поэтому развитый слух даёт эволюционное преимущество.

Что это значит для охраны природы?

Шумовое загрязнение может особенно сильно влиять на виды, зависящие от слуха.

Читайте также

Генетики нашли неизвестную древнюю популяцию в центре Аргентины - генетик Лопес сегодня в 1:16
Древние кости и зубы из Аргентины показали «невидимый народ» — он пережил засуху и не исчез: почему это ломает старую версию

Генетики раскрыли неизвестную главу истории центральной Аргентины: древняя ДНК показала редкую преемственность населения на фоне культурных перемен.

Читать полностью »
Мышечная активность снизила воспаление у онкопациентов — Университет Эдит Коуэн сегодня в 0:15
Регулярные тренировки меняют правила игры — внутри организма

Австралийские учёные выяснили, что силовые и интервальные тренировки помогают подавлять рост раковых клеток. Эффект связан с миокинами, которые выделяются мышцами при нагрузке.

Читать полностью »
Самка белого медведя вырастила приёмного детёныша в Канаде — Polar Bears International вчера в 23:12
Такого от белых медведей не ждали: самка приняла чужого детёныша

Ученые в Канаде зафиксировали редкий случай усыновления у белых медведей. Необычное наблюдение в Манитобе может изменить взгляды на поведение этих хищников.

Читать полностью »
Лёд на Марсе может заменить строительные материалы — Гарвардский университет вчера в 22:08
Не бетон и не металл: лёд неожиданно стал главным ресурсом для жизни на Марсе

Учёные предложили строить марсианские базы из льда. Он может стать стенами, защитой от радиации и источником света для будущих поселенцев.

Читать полностью »
Физики нашли земной способ поиска тёмной материи вчера в 21:02
Не космосом единым: частицы тёмной материи могут рождаться прямо в термоядерном реакторе

Физики предложили теоретический способ получения аксионов в термоядерных реакторах — это может открыть новый путь к изучению тёмной материи.

Читать полностью »
Учёные нашли место разгрома крестоносцев в 1101 году вчера в 20:57
Маршрут смерти раскрыт спустя 900 лет: где именно сломалась армия крестоносцев

Учёные восстановили маршрут крестоносцев 1101 года и нашли крепость, где их наступление выдохлось. Это меняет взгляд на одно из крупнейших поражений рыцарей в Анатолии.

Читать полностью »
Листья рядом с плодом показали стадию его созревания — Университет Ровира и Виргили вчера в 19:52
Плод молчит — листья говорят: найден бесконтактный способ определить спелость урожая

Учёные нашли способ определять зрелость фруктов без контакта с ними. Анализ листьев рядом с плодом позволяет точно выбрать момент сбора и сохранить урожай целым.

Читать полностью »
Физики создали прозрачный утеплитель для окон — Университет Колорадо вчера в 18:49
Окна больше не охлаждают дом: новый материал меняет подход к строительству

Учёные создали прозрачный материал для окон, который снижает теплопотери без ухудшения видимости и может изменить подход к энергоэффективному строительству.

Читать полностью »