Учёные поняли, когда акулы перешли на чёрно-белое зрение

Генетики и биологи впервые сравнили ДНК и структуру фоторецепторов глаз у нескольких видов акул и скатов и раскрыли историю развития у них черно-белого и двуцветного зрения. Оказалось, что эти морские обитатели потеряли способность различать большую часть цветов еще до выхода предков человека на сушу, пишут исследователи в научном журнале Molecular Biology and Evolution.

“Похоже, что гены колбочек, которые распознают синие и фиолетовые тона, первые хрящевые рыбы потеряли уже после того, как разделились их предки и предшественники костных рыб, то есть 460 миллионов лет назад. С другой стороны, это случилось еще до того, как возникли первые акулы, скаты и рыбы-химеры. Это случилось не позже, чем 420 миллионов лет назад”, – объяснил один из авторов работы, генетик из Университета Макуори (Австралия) Натан Харт.

Первые рыбы появились на Земле примерно 530 миллионов лет назад. В целом они были похожи на своих современных потомков, за исключением трех черт анатомии – у них не было ни настоящих челюстей, ни зубов, ни твердого позвоночника. Сейчас на Земле сохранилось лишь несколько десятков видов рыб, у которых сохранилась часть этих примитивных черт, в том числе миноги и миксины, а также хрящевые рыбы.

К числу последних относятся все акулы и скаты, чьи прямые предки предположительно появились в начале силурийского периода, около 443 миллионов лет назад. Как именно они выглядели и чем они отличались от современных акул, ученые пока не могут сказать, так как останки хрящевых рыб сохраняются плохо. Самым древним примером “настоящей” акулы пока остается ископаемая рыба вида Cladoselache clarkii, которая жила в морях Земли в середине Девонского периода, около 370 миллионов лет назад.

Монохромный океан

Харт и его коллеги раскрыли одну из деталей облика древнейших акул и скатов, изучая структуру глаз их современных родичей, а также то, как устроены гены, которые управляют формированием различных типов зрительных рецепторов.

Ученые предполагают, что у предка всех позвоночных животных было пять разных светочувствительных рецепторов – один вид палочек и четыре типа колбочек. Часть из них предки различных классов животных потеряли в ходе эволюции. К примеру, почти у всех млекопитающих нет рецепторов SWS2 и RH2, которые отвечают за распознавание синих и зеленых тонов, а у многих морских животных, в том числе кит и акул, зрение полностью монохромное.

Авторов статьи заинтересовало то, как и когда подобная черта возникла у акул и скатов, одних из самых древних и крупных обитателей Мирового океана. Для ответа на этот вопрос генетики и биологи собрали образцы ДНК пяти видов акул и четырех видов скатов, а также изучили то, как их сетчатка реагировала на лучи света.

Эти эксперименты привели к неожиданному открытию. С одной стороны, ученые выяснили, что общие предки хрящевых рыб начали терять цветное зрение еще в силурийском периоде. С другой, сравнение ДНК разных видов акул показывает, что монохроматическое зрение развилось среди них как минимум три раза в результате потерь разных наборов фоторецепторов в разных семействах этих морских хищников.

“Это открытие важно для того, чтобы понимать, почему многие позвоночные животные частично или полностью потеряли цветное зрение. В частности, разные пути потери колбочек и сам факт развития монохроматического зрения среди нескольких разных таксонов животных говорит о том, что умение различать цвета не несет за собой никакой пользы для большинства крупных морских хищников”, – подытожил Харт.

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.