На фото ниже — в некотором роде печальная окаменелость. Тело и сопровождающие его следы запечатлели последние моменты жизни подковообразного краба. Он забрел в лагуну с очень низким уровнем кислорода, и бедняга задохнулся.
Из-за своей ограниченной мобильности у этого подковообразного краба не было особых шансов выбраться из смертельной ловушки. Но у такого животного, как рыба, есть несколько вариантов.
Например, поскольку уровень кислорода в воздухе гораздо более постоянный, чем в воде, рыба может всплывать на поверхность и глотать воздух, а затем кислород растворяется в её кровотоке через желудок.
После того, как рыба выработала такой тип поведения, нетрудно представить, что её желудок постепенно мог стать специализированным приспособлением для дыхания воздухом. Сначала с небольшим выростом только для воздуха, затем с немного более специализированным «карманом», а затем появилось и лёгкое. Глотание воздуха по-прежнему довольно часто наблюдается у различных рыб.
Фактически, около 400 миллионов лет назад у большинства костистых рыб уже были лёгкие, чтобы они могли дополнять растворённый в воде кислород кислородом из атмосферы. Но то, что произошло потом с одним их потомков этих рыб — лёгкие стали превращаться в плавательные пузыри, чтобы лучше контролировать плавучесть. В результате они фактически стали полностью отрезаны от внешних источников воздуха, полагаясь на газ, растворённый в крови, для своего снабжения.
Есть несколько причин, по которым эта линия эволюции могла обменять лёгкие на плавательные пузыри. Возможно, преимущества контроля плавучести перевешивают преимущества наличия специального лёгкого. Возможно, недавно появившиеся воздушные хищники (например, птерозавры) сделали выходы на поверхность слишком рискованными, чтобы того стоить. Или, может быть, это связано с тем, что эта линия также развила аорту, улучшив способность кровеносной системы снабжать сердце кислородом, устранив таким образом часть потребности в дополнительном кислороде.
Какой бы ни была причина, эта линия рыб, лучепёрые, или костистые рыбы, стала чрезвычайно успешной. Теперь это не только самая успешная линия рыб, составляющая 96% всех существующих видов рыб, но и самая успешная линия позвоночных животных в целом. Таким образом, даже если вы обнаружите, что до сих пор существует метко названая двоякодышащая рыба, успех костистых рыб означает, что теперь нормой стали плавательные пузыри, а не лёгкие.
Однако на этом история не заканчивается. По-прежнему существует множество потенциальных водных сред обитания без достаточно высокого уровня кислорода, особенно в тропической пресной воде.
Но эволюция — это улица с односторонним движением. Вероятность того, что плавательный пузырь рыб снова превратится в лёгкое, не больше, чем вероятность вернуть наши уши и миндалины обратно в жабры. Но рыбы никогда не теряли свою способность глотать немного воздуха.
Всё это означает, что первым животным, перебравшимся на сушу из воды, не пришлось буквально приспосабливаться к дыханию воздухом. Эта способность появилась у рыб задолго до того, как первые четвероногие выползли на илистую отмель. Дыхание воздухом началось как средство получения дополнительного кислорода, чтобы помочь в водной среде с низким содержанием кислорода или поддержать более активный образ жизни.
Даже после того, как наиболее успешные представители рода рыб потеряли эту способность, когда их лёгкие превратились в плавательные пузыри, способность дышать воздухом осталась настолько важной для некоторых водных сред, что некоторые из их потомков разработали новые способы дыхания воздухом. Дыхание воздухом — это обычная способность рыб.
Один из самых известных примеров настолько распространён, что вы можете найти его в зоомагазине — это бетты. Бетты и их родственники, известные под общим названием «ползуновидные» или «лабиринтовые», развили отросток своей жаберной камеры — карман для воздуха. Он заполнен сложенными костными пластинами с большой площадью поверхности для хорошего газообмена, и известен как «лабиринтовый орган». Многие из этих рыб настолько зависят от этого органа, что фактически утонут, не имея доступа к воздуху.
По материалам публикации (англ.).