На это указало новое эволюционное древо группы
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) 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.