Сексуальный паразитизм сделал удильщиков самыми разнообразными глубоководными рыбами

Ихтиологи выяснили, как глубоководные удильщики стали самой разнообразной группой позвоночных в батипелагиали. Оказалось, что этому способствовало появление сексуального паразитизма и переход от жизни у морского дна к освоению толщи воды. К такому выводу исследователи пришли, реконструировав эволюционное древо глубоководных удильщиков и проанализировав судьбу их ключевых генов, ответственных за иммунитет. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Current Biology.

Удильщики из подотряда Ceratioidei — одни из самых известных обитателей морских глубин. Эти рыбы отличаются причудливой внешностью, способностью привлекать добычу с помощью светящейся приманки и необычной стратегией размножения, при которой карликовые самцы прикрепляются к намного более крупным самкам для оплодотворения — причем во многих группах мужские особи практикуют сексуальный паразитизм: они на всю жизнь срастаются с партнершами кровеносными системами и получают от них питание в обмен на производство спермы. По оценкам зоологов, к Ceratioidei относится 160-170 видов, населяющих батипелагиаль — толщу воды в одном–четырех километрах ниже уровня моря. Это делает группу одной из самых разнообразных среди всех глубоководных позвоночных.

Команда ихтиологов под руководством Чейза Браунштейна (Chase D. Brownstein) из Йельского университета решила больше узнать о происхождении глубоководных удильщиков. Для этого исследователи проанализировали геномы 244 экземпляров рыб. В выборку попали глубоководные удильщики и другие представители отряда удильщикообразных (Lophiiformes), а также 20 видов из сестринского отряда иглобрюхообразных (Tetraodontiformes). Основываясь на ультраконсервативных элементах ДНК, авторы построили филогенетическое древо этих рыб.

Выяснилось, что подотряд удильщиковидных (Lophioidei), к которому относятся, в частности, морские черти (Lophius), находится в сестринских отношениях со всеми остальными удильщикообразными. Подотряды нетопыревидных (Ogcocephaloidei) и клоуновидных (Antennarioidei) формируют кладу, представители которой обзавелись похожими на лапы модифицированными плавниками для передвижения по морскому дну. Наконец, глубоководные удильщики оказались связаны ближайшим родством с небольшим подотрядом хаунаксовидных (Chaunacoidei) (эти рыбы также умеют ходить по дну).

Сопоставив полученные данные с возрастом 13 ископаемых удильщиков, Браунштейн и его коллеги пришли к выводу, что последний общий предок отряда жил в позднем мелу, около 87,7 миллиона лет назад. Однако все ныне живущие группы сформировались позднее, в раннем кайнозое. В частности, предок всех глубоководных удильщиков существовал в начале эоцена, примерно 51,8 миллиона лет назад. Скорее всего, он обитал на дне и передвигался по нему с помощью брюшных плавников, подобно хаунаксам из сестринского подотряда. Лишь позднее его потомки освоили толщу воды. При этом практически все современные семейства глубоководных удильщиков разошлись в эоцене, от 50 до 30 миллионов лет назад, в результате быстрой адаптивной радиации. Возможно, по крайней мере отчасти к освоению батипелагиали удильщиков подтолкнуло резкое потепление климата на рубеже палеоцена и эоцена — так называемый палеоцен-эоценовый термический максимум — и в целом период высоких температур в эоцене.

Согласно предыдущим исследованиям, глубоководным удильщикам, которые практикуют сексуальный паразитизм (или прикрепляются к партнерам хотя бы на время), пришлось частично или полностью отказаться от способности формировать приобретенный иммунитет. В противном случае организм самки отторгал бы прикрепившегося к ней самца. Проанализировав судьбу ключевых генов, ответственных за иммунный ответ, авторы обнаружили, что их потеря происходила независимо в нескольких группах глубоководных удильщиков. Таким образом, сексуальный паразитизм, вероятно, несколько раз возникал в разных семействах этих рыб. Впрочем, предпосылками к его появлению, вероятно, обладал уже общий предок всех глубоководных удильщиков на рубеже палеоцена и эоцена или даже общий предок всех удильщикообразных в позднем мелу. На это указывает распространенный среди отряда обратный половой диморфизм, существование карликовых (но не паразитических) самцов у клоуновых (Antennariidae) и сладений Sladenia gardineri — а также частичная утрата генов, связанных с иммунитетом, в некоторых подотрядах удильщикообразных помимо Ceratioidei.

По мнению авторов, сексуальный паразитизм, который положительно сказывается на темпах размножения глубоководных удильщиков (за счет решения очевидных проблем с поиском партнеров в морских глубинах), помог этим рыбам быстро эволюционировать и занять разнообразные ниши в период, когда они осваивали батипелагиаль на фоне резких климатических изменений конца палеоцена — начала эоцена.

Ранее ихтиологи из Китая, Новой Зеландии и США собрали восемь наблюдений за глубоководными удильщиками из рода Gigantactis, которые плавали брюхом вверх в Атлантическом, Индийском и Тихом океанах. Судя по всему, для представителей данного рода характерно перевернутое плавание. Возможно даже, что они передвигаются так большую часть жизни.