Древние рыбы-латимерии слушали воду легкими: подробности

Листайте вправо, чтобы увидеть больше изображений

Ученые обнаружили, что некоторые древние рыбы обладали неожиданной способностью — они использовали легкие не только для дыхания, но и для восприятия звуковых колебаний под водой. Это открытие позволяет по-новому взглянуть на эволюцию слуха у позвоночных. Точнее, у целакантов (лат. coelacantes) — особой промежуточной фазы эволюции между хордовыми и позвоночными. Подробное исследование опубликовано в журнале Communications Biology.

Легкие как орган слуха

Международная группа исследователей изучила окаменелости древних рыб-латимерий, живших около 240 миллионов лет назад. Благодаря современным методам визуализации удалось выявить необычную структуру — окостеневшее легкое с костными «крыльями».

Реконструкция триасовой латимерии (Graulia branchiodonta или Loreleia eucingulata), схематично показывающая отофизическое соединение, связывающее окостеневшее легкое с внутренним ухом и обеспечивающее способность слышать под водой. Источник: А. Бенетто (реконструкция), Л. Кавен (схема) — Национальный музей естественной истории

На основании компьютерной томографии окаменелостей ученые пришли к выводу, что эта структура могла улавливать звуковые колебания и передавать их во внутреннее ухо через специальный канал в полой нервной трубке, расположенной там, где у более высоко организованных существ находится позвоночник. Таким образом формировалась полноценная система восприятия звуковых колебаний и ориентации под водой.

По словам авторов исследования, этот механизм напоминает так называемый веберов аппарат у современных рыб (например, карпов и сомов), где плавательный пузырь помогает воспринимать звуковые волны.

3D-рендеринг скелета Graulia branchiodonta. Слуховой орган состоит из костных крыльев (красные) на окостеневшем легком (белое), которые передают звуковые колебания во внутреннее ухо, расположенное в проотической кости черепа (розовая). Источник: Л. Мануэлли, Музей естественной истории Нью-Йорка

Утраченная способность

Интересно, что подобная анатомическая особенность обнаружена лишь у нескольких древних видов. Ученые предполагают, что по мере перехода предков современных латимерий в глубоководную среду их легкие постепенно редуцировались, а вместе с ними исчезла и эта необычная «слуховая система».

Это открытие важно для понимания того, как формировались органы чувств у первых позвоночных. Оно показывает, что эволюция могла идти гораздо более разнообразными путями, чем мы об этом думаем.

Латимерии долгое время считались вымершими и были вновь обнаружены только в 1938 году, что сделало их «живыми ископаемыми».

До середины XX века целаканты считались вымершими 65 млн лет назад. Первого живого целаканта нашла 23 декабря 1938 года Марджори Куртене-Латимер (1907—2004), куратор музея в городе Ист-Лондон (ЮАР). Она исследовала рыб, выловленных рыбаками в водах Индийского океана, возле устья реки Чалумна, и обратила внимание на необычную рыбу синего цвета. Куртене-Латимер принесла ее в музей, так как не смогла определить на месте. Не найдя рыбу ни в одном определителе, она связалась с профессором ихтиологии Джеймсом Смитом. Не имея возможности долго хранить рыбу, Марджори отдала ее таксидермисту для изготовления чучела. Когда профессор Смит приехал в музей, он сразу же узнал в чучеле представителя целакантов, хорошо известных по ископаемым останкам. В марте 1939 года Смит опубликовал описание находки, дав ей латинское имя Latimeria chalumnae в честь Марджори Латимер и места находки (река Чалумна). Также профессор Смит охарактеризовал эту рыбу как «живое ископаемое», что впоследствии стало общепринятым. Местные жители называли рыбу «комбесса».

Исследования показывают, что органы чувств у древних позвоночных могли сочетать сразу несколько функций, что повышало их шансы на выживание в сложной среде.

У древних рыб были необычными не только органы слуха, но и зубы. Недавно был обнаружен череп силурийского хищника с «подушечками для булавок» во рту. Об этом — статья Hi-Tech Mail.