Эволюционная предопределённость и конвергенция у морских рыб

Исследование международной команды учёных под руководством Университета Оклахомы (OU) проверило, насколько независимые переходы рыб от придонного к пелагическому (толщеводному) образу жизни в разных океанических бассейнах приводят к повторяющейся эволюции сходных форм тела, аналогично описанным у колюшек.

Мотивация и контекст

Работа была вдохновлена тезисом палеонтолога Стивена Дж. Гулда из книги «Чудесная жизнь» (1989), который предположил, что «перемотка ленты жизни» привела бы к совершенно разным результатам. Однако исследования, например, анолисовых ящериц на островах Больших Антильских и трёхиглой колюшки в пресных водоёмах, показали повторяемость и предсказуемость эволюции в сходных условиях.

Методология исследования

Учёные собрали:

  • Полногеномные данные ДНК для более 100 видов луцианов (snappers), включая промысловые виды (например, красный луциан).
  • Данные о форме тела, экологической нише, географическом распространении, палеонтологическую и геологическую информацию.

Ключевые выводы

  1. За 45-миллионную историю луцианов произошло множество независимых переходов от придонных предков к пелагическому образу жизни во всех основных океанах.
  2. Эти переходы устойчиво связаны с конвергентными фенотипами:
    • Глубокотелые донные формы с усечённым хвостовым плавником → стройные пелагические виды с вильчатым хвостовым плавником.
    • Такие изменения — адаптация для снижения гидродинамического сопротивления и улучшения плавательных характеристик.
  3. Повторяющаяся эволюция этой модели у неродственных групп указывает на существование ограниченного набора «высокопригодных» решений, обусловленных средовыми ограничениями.

Значение

Исследование, опубликованное в PNAS, бросает вызов идеям Гулда, демонстрируя, что конвергентные экологические и функциональные фенотипы широко распространены среди разных линий луцианов. Это показывает сильную эволюционную предопределённость в эволюции формы тела: сходные экологические вызовы приводят к предсказуемым решениям.