Акулы частично потеряли зрение и нюх в процессе эволюции

Приспосабливаясь к жизни на глубоководье, некоторые акулы «потеряли» многие обонятельные рецепторы, а также большинство светочувствительных рецепторов, и полностью или почти полностью утратили способность к цветному зрению, сообщается в Nature Ecology&Evolution. К такому выводу пришли японские ученые, которые отсеквенировали геномы коричневополосой кошачьей (Chiloscyllium punctatum) и японской кошачьей акул (Scyliorhinus torazame), и заново собрали геном китовой акулы (Rhincodon typus). Кроме того, оказалось, что гены гормонов, регулирующих гомеостаз и репродукцию у млекопитающих, есть у акул и, по-видимому, они появились еще у предка челюстноротых животных.

У хрящевых рыб, к которым относятся акулы, как следует из названия скелет состоит из хрящей. У них нет плавательного пузыря и поэтому, чтобы не утонуть, хрящевые рыбы должны постоянно находиться в движении. Для многих из них характерно живорождение, но при этом эмбрионы в утробе матери развиваются в яйце. Но у некоторых хрящевых рыб, в том числе у акул, образуется плацента, похожая на плаценту млекопитающих.

Хрящевые рыбы появились как минимум 395 миллионов лет назад, в девонский период. Позднее они разделились на пластиножаберных, к которым относятся акулы и скаты, и цельноголовых. В этот подкласс входят химерообразные. Несколько лет назад генетики отсеквенировали геном одной из химер — австралийского каллоринха — и в дальнейшем использовали его для молекулярных исследований, как репрезентацию генома хрящевых рыб. Попытки собрать геном кого-то из пластиножаберных тоже были, но пока не слишком удачные.

Поэтому японские генетики под руководством Шигехиро Кураку (Shigehiro Kuraku) из японского Института физико-химических исследований отсеквенировали геномы двух видов акул, коричневополосой кошачьей (Chiloscyllium punctatum) и японской кошачьей (Scyliorhinus torazame) с 45- и 68-кратным покрытием, соответственно, и заново собрали геном китовой акулы (Rhincodon typus) с 44-кратным покрытием.

У всех акул оказались довольно большие геномы — 4,7 и 6,7 миллиардов пар нуклеотидов у коричневополосой кошачьей и японской кошачьей акул, соответственно, и 3,8 миллиарда пар оснований у китовой акулы. Исследователи обнаружили в геномах довольно большое количество «мусорной» ДНК (участков генома, функции которых еще неизвестны) и, по сравнению с другими позвоночными, более «разреженное» распределение генов и регуляторных элементов. Также исследователи обнаружили, что молекулярная эволюция акул шла медленнее, чем у лучеперых рыб.

Сравнивая геномы акул и других позвоночных, авторы статьи выяснили, что у акул уже присутствуют гены гормонов, регулирующих гомеостаз и репродуктивные функции у млекопитающих. По мнению исследователей, это свидетельствует о том, что эти гены были еще у предка челюстноротых животных. Также оказалось, что у японской кошачьей акулы из светочувствительных рецепторов остались только родопсины, позволяющие видеть в темноте. Эти рыбы могут жить на глубине до 300 метров, и, по-видимому, так они приспособились к плохой видимости на глубоководье. У китовых и коричневополосых кошачьих акул сохранились еще опсины, чувствительные в красном диапазоне спектра. Кроме того, все три вида потеряли большую часть обонятельных рецепторов. Возможно, это говорит о том, что акулы чувствуют запахи, задействуя еще неизвестный механизм.

Недавно зоологи нашли первую всеядную акулу. Ею оказалась малоголовая рыба-молот, способная усваивать морские водоросли.

Екатерина Русакова