В кромешной тьме океанских глубин, куда не проникает ни один луч солнечного света, эволюция создала одно из самых изощрённых орудий лова — биолюминесцентную «удочку». Но если вы думаете, что все удильщики обходятся стандартным фонариком на голове, вы ошибаетесь.
Природа, словно опытный конструктор, оснастила разных представителей этого отряда самыми разными моделями снастей: от имитаций червей до светящихся зубов и даже «складных» удилищ. Как же появилось это разнообразие и почему одна приманка светится, а другая просто шевелится, изображая червя?
Как плавник превратился в удочку
История началась около 100–130 миллионов лет назад, в меловом периоде, когда предки современных удильщиков обитали на дне в прибрежных водах. Первый луч спинного плавника у этих рыб постепенно обособился от остальных, удлинился и сместился на голову, превратившись в уникальный орган — иллиций. Так появилась «удочка».
Но настоящая эволюционная магия началась, когда часть удильщиков переселилась в открытый океан, в батипелагическую зону на глубины от одного до четырёх километров. Там, в условиях вечной ночи, колоссального давления и дефицита пищи, их снасти стали совершенствоваться с невероятной скоростью.
Исследования, опубликованные в журнале Nature Ecology & Evolution, показывают, что глубоководные удильщики (церациоиды) эволюционируют гораздо быстрее своих прибрежных родственников. В среде, где единственным ориентиром была вода, а не кораллы и водоросли, природа нашла возможность для гораздо большего разнообразия форм и охотничьих стратегий.
Два типа приманок: для мелководья и для бездны
Разделение на мелководных и глубоководных удильщиков определило и то, какими именно «удочками» они пользуются.
Мелководные удильщики, например рыбы-лягушки из семейства Antennariidae, обитают среди коралловых рифов, водорослей и камней. Им не нужен свет — они живут там, где солнечные лучи ещё пробиваются сквозь толщу воды. Их стратегия — идеальная маскировка и точная имитация. У этих рыб приманка на конце илллиция часто напоминает червя, креветку или даже маленькую рыбку.
Ихтиологи Т. У. Питис и Д. Б. Гробекер из Университета штата Калифорния обнаружили на Филиппинах удильщика, чья приманка практически неотличима от мелких окунёвых. Она имеет пятна, имитирующие глаза, и вертикальные полоски, а её длина достигает 14 мм при общей длине рыбы 95 мм. Затаившись среди кораллов, антеннариус слегка покачивает этой «рыбкой», создавая вибрацию, которая дополнительно привлекает жертву.
Глубоководным удильщикам (например, меланоцетам или линофринам) свет необходим, как воздух. В полной темноте обычная имитация червя бесполезна — её просто никто не увидит. Поэтому на конце их «удочки» расположена эска — особый орган, заполненный светящимися бактериями.
Доктор Бруун, участник экспедиции на судне «Галатея», описал одну из самых удивительных находок — удильщика Galatheathautna axeli, у которого светящийся орган был раздвоен и свисал прямо с нёба. А у рода линофрина (Linophryne arborifera), помимо основной удочки, есть ещё и ветвистое светящееся образование на нижней челюсти, напоминающее бороду.
Как устроена светящаяся приманка
Свечение эски — результат удивительного симбиоза. Полость шарика заполнена особой жидкостью, в которой живут биолюминесцентные бактерии. Эта железа через расширенные отверстия артерий соединена с кровеносной системой рыбы. Управляя притоком крови (а значит, и кислорода), удильщик может произвольно заставлять бактерий светиться или гасить свет.
Снаружи эска покрыта чёрным покрывалом из хроматофоров — специальных клеток, способных расширяться и сокращаться. Когда они расширяются, свет гаснет, когда сокращаются — пробивается наружу. Под этим покрывалом находится прозрачный слой, играющий роль линзы. Такая конструкция позволяет рыбе не просто включать и выключать свет, но и, по-видимому, менять его интенсивность.
Учёные до сих пор спорят, откуда берутся эти бактерии. В свободной воде на глубине, где обитают удильщики, они не встречаются, и молодые удильщики не рождаются с ними. По одной из версий, бактерий выделяют взрослые особи, чтобы молодняк мог получить это «наследство» .
Удочка, которая не ломается: нейронный контроль
Но мало иметь светящуюся приманку — нужно уметь ей правильно управлять. И здесь эволюция подготовила ещё один сюрприз. Исследователи из Университета Нагоя под руководством профессора Наоюки Ямамото выяснили, что двигательные нейроны, отвечающие за движения иллиция у удильщиков-лягушек, расположены в совершенно необычном месте — в дорсолатеральной зоне верхней части спины.
Это удивительно, потому что нейроны, управляющие остальными спинными плавниками, находятся в другой области — вентролатеральной зоне. У карликовой рыбы-иглы, которую исследовали для сравнения, все двигательные нейроны спинных плавников располагались исключительно в вентролатеральной зоне.
Профессор Ямамото назвал это «чрезвычайно редким случаем» в мире позвоночных. По его словам, расположение нейронов сместилось в ходе эволюции, чтобы выполнять совершенно новую функцию, отличную от первоначальной.
«Если нейроны могут смещаться и формировать связи для выполнения новых функций, это может значить, что эволюция предоставляет органам большую свободу в модификации своих функций», — поясняет учёный.
Это открытие показывает, что «инженерная мысль» эволюции затронула не только форму приманки, но и саму нервную систему, создав для управления удочкой отдельный нейронный контур.
Казалось бы, чем суровее условия, тем меньше должно быть разнообразия. Но у удильщиков работает обратный принцип. Прибрежные виды, живущие среди кораллов и водорослей, эволюционируют медленно — у них и так много поводов для адаптации. А в монотонной чёрной бездне, где, казалось бы, и приспосабливаться не к чему, природа умудрилась создать удивительное разнообразие форм и охотничьих стратегий.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы не пропускать новые рассказы об удивительных изобретениях эволюции в подводном мире, и сделайте репост — друзьям будет интересно узнать, как рыбы обзавелись собственными удочками и фонариками!