240 миллионов лет назад кистеперые рыбы использовали легкие для восприятия звуков под водой

Швейцарские биологи из Женевского музея естественной истории и Женевского университета обнаружили, что у древних кистепёрых рыб органы дыхания выполняли дополнительную сенсорную функцию. Новое исследование показало, что древние целаканты, обитавшие в глубоководной среде около 240 миллионов лет назад, использовали окостеневшие легкие для улавливания звуков под водой. Результаты научной работы, опубликованные в журнале Communications Biology, требуют существенной коррекции текущих научных представлений об эволюции сенсорных систем, демонстрируя неожиданную адаптацию древних видов к среде обитания.

Основным объектом изучения стали окаменелости двух видов целакантов (отряд Coelacanthiformes) — Graulia branchiodonta и Loreleia eucingulata, возраст которых оценивается в 240 миллионов лет (триасовый период). Современные виды данного отряда, представленные родом Latimeria, обитают на больших океанических глубинах и осуществляют газообмен исключительно через жабры. Их древние предки обладали развитым окостеневшим легким, покрытым защитными костными пластинами. Ранее биологи и палеонтологи классифицировали этот орган исключительно как адаптацию для дыхания атмосферным воздухом.

Научная группа под руководством Лионеля Кавена проанализировала структуру окаменелостей с помощью синхротронной томографии — метода, обеспечивающего высококонтрастное неразрушающее сканирование внутренних тканей. Трехмерные модели зафиксировали наличие крыловидных костных выростов на концах древнего легкого. Дополнительно исследователи изучили анатомию эмбрионов современных латимерий и выявили наличие в черепе перилимфатического канала, соединяющего слуховые и вестибулярные центры.

Интеграция полученных данных позволила доказать, что окостеневшее легкое и внутреннее ухо функционировали как комплексная сенсорная сеть. Легкое выступало в роли резонатора, улавливающего подводные акустические колебания. Механические вибрации транслировались во внутреннее ухо через систему каналов, обеспечивая животному слух в водной среде. Физический принцип работы данного механизма идентичен функционированию веберова аппарата у современных пресноводных рыб (например, карпообразных и сомообразных), где акустическим датчиком выступает плавательный пузырь.

Согласно выводам ученых, описанный слуховой механизм подвергся редукции на более поздних этапах эволюции. Переход предков современных целакантов в глубоководные морские зоны привел к деградации легочной ткани за ненадобностью, что повлекло за собой утрату связанной акустической функции. В рамках последующих проектов исследователи намерены использовать возможности синхротронной визуализации для анализа других ископаемых таксонов. Ожидается, что новые данные помогут детализировать процесс анатомической трансформации сенсорных органов при переходе позвоночных из водной среды на сушу.

Источник: phys.org