Первые четвероногие оказались привычны к холодному климату

Илистые прыгуны — необычные рыбы, которые живут на суше — моргают, чтобы смочить роговицу, очистить глаза от мусора и защитить их от механических повреждений. К такому выводу пришли зоологи, проведя с этими существами ряд экспериментов. Таким образом, хотя прыгуны и четвероногие позвоночные научились моргать независимо друг от друга, это поведение выполняет у представителей двух групп сходные функции. Как отмечается в статье для журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, скорее всего, и илистые прыгуны, и предки наземных позвоночных приобрели способность моргать в качестве адаптации к сухопутной жизни. Большинство четвероногих позвоночных (Tetrapoda), от амфибий до млекопитающих, способны моргать. Это позволяет им увлажнять глаза, очищать их и защищать от повреждений. Палеонтологи считают, что четвероногие научились моргать одновременно с выходом на сушу около 375 миллионов лет назад. А вот их водные предки, лопастеперые рыбы (Sarcopterygii), закрывать глаза, скорее всего, еще не умели. По крайней мере современные представители этой группы, латимерии и двоякодышащие рыбы, не моргают. Команда специалистов под руководством знаменитого палеонтолога Нила Шубина (Neil Shubin) из Чикагского университета решила больше узнать об эволюции моргания. По понятным причинам у исследователей не было возможности лично понаблюдать за первыми вышедшими на сушу лопастеперыми рыбами, поэтому они сосредоточили внимание на илистых прыгунах (Oxudercinae) — современных лучеперых рыбах, которые перешли к жизни на суше независимо от предков четвероногих. Подобно наземным позвоночным, эти существа тоже умеют моргать. Для этого они опускают глазное яблоко (одно или сразу оба) в подглазичное пространство, а роговицу закрывают приподнимающейся кожной мембраной. При этом моргают они почти исключительно на суше, а под водой редко ведут себя подобным образом. Чтобы отыскать анатомические структуры, которые позволяют илистым прыгунам моргать, Шубин и его соавторы с помощью микрокомпьютерной томографии и гистологического анализа изучили строение головы у двух видов этих рыб (Periophthalmus barbarus и Periophthalmodon septemradiatus) и у их отдаленного родственника, исключительно водного бычка-кругляка (Neogobius melanostomus). Оказалось, что у прыгунов не появилось новой мускулатуры, ответственной за моргание. Вместо этого они используют уже имевшиеся у их предков шесть мышц глазного яблока. Чтобы моргнуть, прыгуны сокращают опускающие глазное яблоко мышцы (вероятно, в первую очередь верхнюю косую и верхнюю прямую мышцы), а кожная мембрана в ответ на это поднимается пассивно. Когда мышцы расслабляются, глаз без дополнительных усилий возвращается на обычное место. Исследователям не удалось обнаружить у прыгунов многоклеточных желез, производящих слезную пленку для смачивания глаз. Однако в эпителии кожной мембраны, накрывающей роговицу во время моргания, нашлись отдельные секреторные клетки. Судя по всему, это такие же бокаловидные клетки, которые у рыб размещаются на поверхности тела и вырабатывают слизь. Таким образом, для увлажнения глаз во время моргания у илистых прыгунов используются не секрет специализированных желез, как у тетрапод, а секрет бокаловидных клеток. Интересно, что концентрация бокаловидных клеток на закрывающей роговицу мембране оказалась такой же, как и по всей поверхности кожи. На следующем этапе Шубин с соавторами проверили, действительно ли илистые прыгуны моргают, чтобы смочить роговицу. Для этого они сняли на видео поведение живущих в неволе прыгунов P. barbarus в нормальных условиях и при повышенном в 30 раз испарении. Как и ожидалось, усиленное испарение заставило рыб моргать чаще (p