До этого они были мелкими и питались водорослями
Миноги начали нападать на рыб и поедать их плоть в ранней юре. Так считают китайские палеонтологи, которые описали два новых вида этих животных возрастом около 160 миллионов лет. Включив их в эволюционное древо миног, исследователи пришли к выводу, что в палеозое эти бесчелюстные, скорее всего, были мелкими и питались водорослями. Однако в начале юрского периода, когда в морях появилось много лучеперых рыб с тонкой чешуей, которую легко было прокусить, миноги обзавелись мощным ротовым аппаратом и начали кормиться рыбьей плотью. Это позволило им увеличиться в размерах и заселить реки. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Nature Communications.
К классу миног (Petromyzontida) относятся около 40 видов бесчелюстных животных, которые населяют моря и пресные водоемы в умеренной зоне Северного и Южного полушария. Взрослые особи примерно половины из них нападают на рыб, вгрызаясь в их плоть с помощью предротовой воронки с роговыми зубами и высасывая кровь и растворенные пищеварительным соком ткани. Хотя миноги появились по меньшей мере в позднем девоне, около 360 миллионов лет назад, эта группа плохо представлена в палеонтологической летописи (например, из мелового периода известно всего два ее представителя), из-за чего специалистам немного известно об их эволюции. В частности, остается неясным, когда именно эти существа освоили кормление кровью и плотью рыб.
Команде палеонтологов, которую возглавил У Фэйсян (Feixiang Wu) из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук, удалось получить новые сведения об эволюции миног. В центре внимания исследователей оказались четыре ископаемых образца. Два из них происходили с позднеюрской формации Тяоцзишань в китайских провинциях Хэбэй и Ляонин (ее возраст составляет 158,58-160 миллионов лет), а еще два — со среднеюрской формации Хайфангоу в провинции Ляонин (ей 163 миллиона лет). Анализ показал, что все четыре экземпляра представляют собой остатки взрослых миног. У них отлично сохранились ротовые аппараты, включая роговые зубы на языке, которых ранее у ископаемых представителей класса не находили.
У и его коллеги отнесли ископаемых миног к новому роду Yanliaomyzon. На основе экземпляров с формации Тяоцишань был описан вид Y. occisor, а с формации Хайфангоу — вид Y. ingensdentes. Научное название род получил в честь биоты Яньлао, к которой палеонтологи относят ископаемые организмы с формаций Тяоцзишань и Хайфангоу. А видовые имена в переводе с латыни означают, соответственно, «убийца» и «большезубая».
По оценке авторов, представители рода Yanliaomyzon могли дорастать до 642 миллиметров. Для ископаемых миног — это рекорд, а среди ныне живущих представителей группы лишь четыре вида достигают большей длины. При этом крупные размеры характерны для анадромных видов современных миног, которые на стадии личинки-пескоройки живут в реках, затем мигрируют в море, а для нереста возвращаются обратно в реки (жилые виды, которые проводят реках и ручьях всю жизнь, мельче). Таким образом, Y. occisor и Y. ingensdentes, вероятно, на взрослой стадии жизни обитали в море и размножались в реках. По строению ротового аппарата эти существа больше всего напоминали современную австралийскую миногу (Geotria australis), которая во взрослом состоянии нападает на рыб и поедает их плоть. Скорее всего, представители рода Yanliaomyzon придерживались аналогичных охотничьих привычек и рациона.
Филогенетический анализ показал, что род Yanliaomyzon является сестринской группой по отношению ко всем современным миногам, клада которых возникла примерно 78 миллионов лет назад. Общий предок всех ныне живущих представителей группы, скорее всего, жил в Южном полушарии, был анадромным и питался рыбьей плотью, подобно австралийской миноге и миногам из юрских отложений Китая. В свою очередь, миноги из Северного и Южного полушария разошлись в районе 58,4 миллиона лет назад. И появление группы современных миног, и ее разделение на клады из Северного и Южного полушарий связаны с относительно прохладными периодами, когда миноги, которые плохо переносят жаркий климат, могли шире расширяться по планете. Предки еще одного ископаемого вида, раннемелового Mesomyzon mengae, который, как предполагается, специализировался на кормлении кровью, отделились от общего ствола миног еще до Yanliaomyzon, около 181,8 миллиона лет назад. При этом жизненный цикл, состоящий из трех фаз (питающаяся детритом и водорослями и живущая в пресной воде личинка; взрослая особь, паразитирующая на рыбах; готовая к размножению взрослая особь, которая перестает питаться) возник у миног еще до отделения линии M. mengae.
У и его соавторы отмечают, что ранние миноги, которые жили в палеозое, отличались мелкими размерами, вероятно, не имели личиночной стадии и всю жизнь проводили в море. Эти существа, скорее всего, не были хищниками или паразитами, поскольку большинство их потенциальных жертв обладали прочной чешуей, которую трудно было бы прокусить. Вместо этого палеозойские миноги, вероятно, кормились водорослями, нараставшими на поверхности тела других морских обитателей.
В раннем юрском периоде в морях появились разнообразные лучеперые рыбы (Actinopterygii) с тонкой циклоидной чешуей, прокусить которую было намного легче. Чтобы освоить этот новый пищевой ресурс, миноги обзавелись более мощными ротовыми аппаратами и перешли на кормление рыбьей плотью, что привело к увеличению их размеров. Став более крупными, миноги получили возможность подниматься вверх по течению рек и начали использовать эти водоемы для размножения. Тогда же их жизненный цикл стал трехфазным, с живущей в пресной воде личинкой-пескоройкой. А позднее среди миног появились виды, специализированные на кормлении кровью или совсем не питающиеся во взрослом состоянии.
Первые глубоководные виды рыб появились уже в раннем мелу. К такому выводу пришли палеонтологи, проанализировав следы на каменной плите с итальянской формации Паломбини. По словам исследователей, скорее всего, эти отметины создали придонные рыбы, которые рылись в субстрате абиссальной равнины в поисках беспозвоночных. Вероятно, рыбы начали колонизировать глубоководную зону после того, как ее продуктивность резко выросла на рубеже юры и мела.