Кубанский государственный технологический университет

Сомик показал, как первые позвоночные осваивали сушу

01-10-2011
Клариевый сомик Channallabesаpus apus больше похож на угря, чем на обычного сома (фото с сайта www.planetcatfish.com)

Бельгийские ихтиологи из университетов Антверпена (University of Antwerp) и Гента (Ghent University), изучив пищевое поведение африканских сомиков, обнаружили у этих рыб способность питаться на суше. Хотя механизм захвата добычи на суше и в воде принципиально различается, сомики смогли справиться с этой задачей. Они приспособились ловить наземных насекомых, изгибая специальным образом шею. Эта поза характерна и для древнейших наземных позвоночных.

По мнению ученых, преадаптации к питанию на суше имелись у всех рыб и были впоследствии реализованы наземными позвоночными.

Это исследование было предпринято для того, чтобы понять, как рыбы могли приспособиться к наземной жизни. В качестве объекта изучения был выбран представитель клариевых сомиков Channallabes аpus, обитающий в болотистых водоемах Африки. Выбор был неслучаен: все клариевые сомики способны передвигаться на суше, некоторые представители этого семейства могут переползать из одного озера в другое, двигаясь подобно угрю. Для дыхания они используют специальное «легкое» — видоизмененный участок глотки за жабрами, пронизанный кровеносными сосудами, могут они также дышать кожей, лишенной чешуи. Иными словами, эти сомики приспособились вести двойную жизнь — в воде и на суше.

А вот как они могут на суше питаться? Ведь питание всех рыб построено на едином механизме захвата добычи — они ее всасывают. Раздвигая жабры, они создают в жаберной полости пониженное давление, затем открывают рот — и туда устремляется поток воды с пищевыми частицами, кому какие по нраву. А как быть тем рыбам, которые, подобно клариевому сомику, проголодались, будучи на суше? Ведь на суше отработанный в воде механизм захвата пищи не сработает. Поскольку вода имеет гораздо большую плотность, чем воздух, на воздухе объема жаберной полости явно не хватит, чтобы увлечь хоть сколько-нибудь крупную добычу.

Сомик Channallabes apus способен питаться на суше. На фотографии видно, как он изящно изгибает шею, чтобы схватить жука (фото из статьи в Nature)

Наблюдения ученых показали, что сомик, тем не менее, и на суше не голодает. Чтобы схватить добычу, он выбрасывает голову вперед, сбивает насекомое (а наземные насекомые составляют основу его рациона) и, нагибая голову, прижимает насекомое к земле и хватает его. Правда, потом сомик может всосать лишь мягкую добычу — слизня или червя. Жесткую добычу, например, жука, приходится все же тащить в воду. Размышления о способе наземного питания у современных сомиков привели ученых к выводу, что освоение суши шло постепенно. На пути «из воды на воздух» животные использовали всякие возможности, видимо изначально заложенные природой в рыбий план строения. Так, по словам ихтиологов, питание на суше не обязательно связано с переориентированием грудных плавников на опорную функцию.

Считалось, что передача грудным плавникам опорной функции требует открепления плавников от жаберной крышки и, следовательно, обязательного разделения функций захвата пищи и движения плавников. Оказалось, что рыбы вполне справляются с поимкой добычи и без открепления грудных плавников от жаберной крышки. Для этого требуется лишь гибкость шейного отдела позвоночника и выработка определенной позы «голова к земле». Точно так же, между прочим, питается и илистый прыгун (Periophthalmus), обитатель мангровых зарослей, известный любитель свежего воздуха. У недавно найденной древней девонской рыбы Tiktaalik и раннего земноводного Ichthyostega тоже имелся характерный изгиб шейного отдела позвоночника.

Так что вполне вероятно, что первые наземные позвоночные в первую очередь учились не рот пошире открывать, а, подобно клариевым сомикам, изящно изгибать шею. По крайней мере, этот способ захвата добычи был знаком рыбам, и завоевателям суши не пришлось изобретать на первых порах ничего нового, у них и без того хватало эволюционных проблем.

Источник: Sam Van Wassenbergh, Anthony Herrel, Dominique Adriaens, Frank Huysentruyt, Stijn Devaere, Peter Aerts. A catfish that can strike its prey on land // Nature, vol. 440, p. 881, 12 April 2006.

См. также: О клариевых сомах. Как рыбы научились ходить (Элементы, 11.04.2006).

Елена Наймарк

‹‹