Подмигнула эволюции. Чудаковатая рыба с выпуклыми глазами поможет раскрыть секрет моргания

Есть множество вещей, которые отличают животных от рыб, и одна из них, пожалуй, наименее заметная — моргание. В большинстве своем мы даже не замечаем, как делаем это, но этот процесс является жизненно важным для нас, пишет Science Alert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Моргание необходимо нам по многим причинам, например:

• чтобы держать глаза чистыми и влажными;
• чтобы защитить глаза от травм;
• для общения.

Это поведение наблюдается у всех наземных четвероногих, однако не у близкородственных животных, что позволяет предположить, что моргание возникло как часть набора адаптаций наземных обитателей. Увы, в летописи окаменелостей не хватает сохранившихся век и слезной ткани, что весьма затрудняет определение того, как и когда оно появилось.

Чтобы раскрыть эту тайну, ученые из Университета Сентон-Хилл обратились к чудаковатой рыбе-амфибии, которая будто застряла между сушей и водой. Речь идет об амфибийных илистых прыгунах, которые развили свое моргание независимо. Исследователи полагают, что изучение их особенностей сможет пролить свет на то, как и почему могло развиться моргание у живой рыбы, которая регулярно покидает воду, чтобы провести время на суше.

В ходе исследования ведущий автор, биолог Бретт Айелло с коллегами поместили в резервуары для обитания илистых прыгунов двух видов: индийских (Periophthalmodon septemradiatus) и атлантических (Periophthalmus barbarus). Также они разместили здесь камеры, чтобы иметь возможность наблюдать и записывать то, как эти существа ведут себя, перемещаясь между сушей и водой.

В отличие от большинства рыб илистые прыгуны обладают выпученными глазами, которые немного напоминают глаза лягушек. Ученые просмотрели записи высокоскоростных камер и обнаружили, что эти причудливые рыбы-амфибии моргают. Далее команда также сравнила анатомию их глаз с глазами подобных рыб, которые не используют моргание.

Ученые обнаружили, что в процессе моргания илистые прыгуны полностью опускают глаза в глазницу. Когда глазное яблоко полностью втягивается, оно на мгновение закрывается мембраной, называемой кожной чашечкой, затем глаза вновь появляются.

По словам Айелло, моргание, по-видимому, развилось у этого вида в результате перестройки существующих мышц, что изменило направление их действия, а также развило новую ткань — кожную чашечку. Исследователи полагают, что это весьма интересный результат того, как рудиментарная или базовая система может быть использована для осуществления сложного поведения.

Далее исследователи сосредоточились на понимании того, почему илистые прыгуны моргают. Ученые обнаружили, что рыбы-амфибии редко используют моргание под водой — лишь когда натыкаются на какие-либо предметы или сородичей. Однако всегда используют моргание, передвигаясь по суше.

Далее исследователи увеличили поток воздуха в резервуарах, чтобы увеличить скорость испарения. В результате они заметили, что прыгуны начали не только чаще моргать, но и увеличили скорость передвижения по мокрой земле, чтобы повторно увлажнить свое тело. По словам Айелло, это доказывает, что, как и люди, прыгуны используют моргание, чтобы увлажнить глаза.

В ходе исследования ученые также обнаружили, что эти удивительные рыбы-амфибии не обладают слезными железами или протоками. Вместо этого они используют слизь вокруг глаз и воду из окружающей среды, чтобы произвести слезную пленку, которая защищает глаза.

Исследователи также проверили некоторые другие функции моргания. Для этого они посыпали глаза некоторых прыгунов сухими яйцами артемии, смесь очень похожа на песок, а затем наблюдали, как рыбы-амфибии используют моргание, чтобы очистить свои глаза. Исследователи также коснулись глаз прыгунов мягкими зондами и заметили защитное моргание, призванное избежать повреждений.

Теперь исследователи предполагают, что моргание животных эволюционировало как наземное поведение, чтобы приспособиться к вызовам окружающей среды.