Галопирующая эволюция морского конька
О мужской «беременности», медленной скорости плавания и быстрой эволюции самых (на наш человеческий взгляд) несуразных иглообразных, о превращении зебры в коня (в их рыбьем варианте, конечно) рассказывает Indicator.Ru.
Генетики из Германии, Китая и Сингапура секвенировали (прочитали) геном тигровохвостого морского конька (Hippocampus comes) и выяснили, что стремительная эволюция этих существ, сделавшая их непохожими на других рыб, основана на удвоении одних участков генома и потере других, о чем исследователи написали в своей статье в журнале Nature.
Лошадиная фамилия
Родовое латинское название коньков — Hippocampus — пришло из древнегреческого и означает «морское чудище-лошадь». Сам факт отношения к рыбам морского конька, похожего на шахматного коня с хвостом хамелеона, кажется невероятным, учитывая его диковинную внешность и причудливое поведение. Костистая рыба из семейства морских игл со странной формой туловища, без чешуи, зубов, брюшного плавника, даже без настоящего хвоста, но зато имеющая круги костяных пластин (специфичные для каждого вида), действующий как насос рот-трубочку, шею и цепкий «хвост», которым можно держаться за водные растения, — так выглядит этот необычный представитель подводного мира.
Надо сказать, ведет он себя не менее экстравагантно. Несмотря на то, что плавают морские коньки медленнее всех рыб в океане (рекорд принадлежит карликовому коньку, который развивает скорость полтора метра в час), в странностях поведения угнаться за ним не могут даже их другие необычные родственники — рыба-игла и совершенно инопланетный на вид морской дракон.
Морской дракон Phyllopteryx taeniolatus, обитающий в теплых водах Индийского океана близ Австралии и Тасмании
Коньки плавают вертикально благодаря своему разделенному перегородкой плавательному пузырю, именно поэтому голова у них не перевешивает при движении. Кроме того, морские коньки — одни из самых заботливых отцов в океане, несмотря на явное предпочтение ими R-стратегии размножения, предусматривающей много детенышей (у морских коньков их обычно от двух до десяти тысяч), и отсутствие воспитания. Как это получается? Хотя многочисленным малькам после появления на свет ждать внимания от родителей обоих полов и правда не приходится, до вылупления из икринок их вынашивает самец, тратя на это множество энергии. Он делает это в специальном брюшном кармане, куда их отложила самка.
Описание: Беременный самец Hippocampus erectus ищет опору, к которой можно прикрепиться.
Ход коньком: как гиппокампусы стали собой
Ученые под руководством эволюционного биолога, профессора Констанцского университета Акселя Мейера «разобрали» по кусочкам, прочитали и «собрали» обратно геном морского конька Hippocampus comes, чтобы проследить его «путь к себе». Им удалось предсказать наличие у него около 23 тысяч генов (почти треть его генома), основываясь на доступной до этого информации о ДНК его родственников и чтении кусочков РНК — молекулы, помогающей производить из генов белки.
Генетический анализ показал, что морские коньки близки к тилапиям, оризиям, колюшкам, меченосцам и рыбе фугу. Интересно, что эволюционная ветвь, за которую гиппокампусы держатся своим псевдохвостом, оказалась неожиданно длинной, что означает большую скорость эволюции, чем у других костистых рыб.
Описание: Юный морской конек Hippocampus erectus прикрепляется к опоре с помощью своего цепкого хвоста.
Какие же гены изменились у морских коньков по сравнению с соседями по эволюционному древу? Во-первых, у них исчезли и «сломались» некоторые гены семейства SCPP, отвечающие у костистых рыб за обмен фосфора и кальция и формирование твердых покровных тканей и скелета. Например, ген scpp5, который отвечает за появление эмали (например, покрытия зубов), у Hippocampus comes представлен в сильно обрезанном виде и имеет лишь три из десяти кодирующих вставок (экзонов), фактически превратившись в псевдоген — едва заметный «след» от работавшего у предков гена. Из-за этого у коньков от утраченной кольчуги чешуй остались лишь редкие кольца костных пластинок.
Пропали у тигровохвостых гиппокампусов и многие гены, отвечающие за обоняние (осталось лишь 60 из 169, присутствующих у других лучеперых рыб), за формирование хвоста и брюшного плавника, и некоторые регулирующие работу генов элементы — генетические переключатели.
Однако путь «подводной конницы» сопровождался не только потерями: некоторые гены у них, наоборот, удвоились, и запасные копии, случайно «ломаясь» и мутируя, смогли обрести новые полезные функции, поддержанные отбором. Так случилось с генами семейства патристацинов, которые стали отвечать за вынашивание эмбрионов в специальном брюшном кармане — способность, которую окрестили «мужской беременностью» морских коньков. Этих генов, которые в большом количестве производят белок в животе у «беременных» самцов гиппокампусов, насчитали целых шесть.
Сделать из зебры коня
Потеря брюшного плавника у морских коньков оказалась связанной с геном tbx4, который отвечает за формирование задних конечностей у большинства позвоночных. Этот белок — транскрипционный фактор, который связывается с особыми участками ДНК и регулирует их работу. Поломка этого гена у мышей приводит к рождению детенышей без задних лапок и тяжелым дефектам развития легких и плаценты. Предполагалось, что другие рыбы, утратив этот ген, должны потерять и брюшные плавники, которые важны для их быстрого движения.
Источник
Почему морской конек плавает “стоя”?
Рыба
Все мы знаем, как плавают рыбы – преимущественно вперед головой, горизонтально. Но в мире есть удивительное подводное существо, которое передвигается «стоя», вертикально. Это морской конек, и у него есть определенные причины для столь нехарактерного способа перемещения.
Морские коньки – описание и образ жизни
Морской конек – небольшой прыпочодводный обитатель. Примечательно, что он является измененной рыбой-иглой. Сейчас считается редким видом. Особи живут в природных условиях около 4-5 лет.
На фоне других видов имеет нестандартную внешность. Тело напоминает шахматную фигуру. По всему периметру располагаются шипы, выросты. Строение тела позволяет прятаться от естественных врагов, оставаться незамеченным среди растений.
У животного маленькие плавники, спиральный хвост, а глаза вращаются по отдельности, не синхронно. Единой окраски нет, поскольку рыба может произвольно менять ее. Размеры – 4-25 см. Главное отличие от прочих морских обитателей – вертикальный способ перемещения.
Популяция коньков стремительно сокращается по различным причинам. Основной фактор – человеческая деятельность. Известно о существовании 57 видов. 30 из них занесены в Красную книгу. Единственное, что спасает коньков от исчезновения – плодовитость. Самка способна произвести около 1000 мальков за раз.
Ареал обитания – субтропические и тропические регионы. Морской конек предпочитает прибрежные области либо небольшие глубины. Ведет себя малоактивно. Селится среди водорослей, прочей подводной растительности. Как правило, хвостом конек «хватает» кораллы и водоросли, зависая в таком положении.
Питается в основном креветками и рачками. Трубчатым рыльцем захватывает добычу. Едят эти животные много для своих размеров, и охота у них может занимать почти сутки. Происходит этот процесс следующим образом: конек захватывает хвостом водоросль либо коралл, замирает, а когда мимо проплывает добыча, быстро хватает ее.
Интересный факт: у морских коньков нет желудка. Все, что они едят, усваивается очень быстро и также стремительно удаляются отходы. Чтобы не быть постоянно голодными, они вынуждены очень много есть.
Удивляют эти животные и способом размножения. Часто можно встретить моногамные пары этих рыб. Самка и самец цепляются хвостами и выполняют брачные танцы в воде. Вынашиванием мальков занимается самец.
Как плавает морской конек?
Передвижение коньков в воде выглядит довольно оригинально – по вертикали. Все дело в плавательном пузыре, который есть и у других рыб. Однако у конька этот пузырь состоит из двух частей. Первая располагается в голове, вторая – в брюшке. Причем она намного тяжелее, чем головная часть, и перевешивает животное, заставляя плавать вертикально.
Интересный факт: морские коньки – древние животные. Палеонтологи нашли окаменелые останки этих рыб, возраст которых составляет приблизительно 13 млн лет.
Коньки плавают неуклюже. Делают это при помощи трех маленьких плавников, но вперед толкает только один – спинной. Два остальных жаберных плавника служат для выбора направления и поддержания равновесия. При испуге рыбы могут ускоряться, при этом скорость движения плавников достигает 35 взмахов в секунду.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник