Жила на глубине 300 метров и молчала: теперь учёные с трудом верят своим глазам

Целакант — рыба-загадка, живущая на глубине 300 метров, — только что перевернул фундаментальные представления о том, как позвоночные животные (включая человека) эволюционировали, чтобы питаться и дышать. Несмотря на то что латимерия считается одной из самых тщательно изученных рыб в истории, новое исследование, опубликованное в Science Advances, показало: на протяжении 70 лет ученые ошибались в базовых анатомических выводах.

Повторное препарирование черепной мускулатуры африканской латимерии (Latimeria chalumnae) показало, что только 13 % ранее описанных эволюционных изменений в мышцах черепа были достоверными. Более того, исследователи выявили девять новых структур, важных для понимания работы ротовой полости и дыхательной системы.

Латимерия оказалась ближе к акулам и людям, чем к карпу

Целаканты относятся к древней группе лопастепёрых рыб, ближайших родственников всех четвероногих животных, включая амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Предполагалось, что у них развились особые мышцы, участвующие во всасывании пищи, как у лучепёрых рыб — например, у карпа. Однако новое исследование показало: никаких таких мышц у латимерий нет.

"Ранее считалось, что мышцы, расширяющие ротоглоточную полость, развились у общего предка всех костных позвоночных. Но теперь ясно, что это не так. На самом деле, эти структуры появились как минимум на 30 миллионов лет позже — у общего предка современных лучепёрых рыб", — объяснил профессор Зоологического музея при Университете Сан-Паулу Алессио Датово.

Выходит, латимерии по своему строению ближе к акулам и даже к четвероногим, чем к большинству современных рыб. Это полностью меняет то, как учёные видят ранние этапы эволюции дыхательной и пищеварительной систем у позвоночных.

Не мышцы, а связки: почему это важно

Один из ключевых выводов — 11 структур, которые в течение десятилетий считались мышцами, на самом деле являются связками. А это большая разница: мышцы создают движение, связки — только передают его. Ошибка повлияла на интерпретацию того, как предки позвоночных охотились, дышали и перемещались в воде.

"Это имеет серьёзные последствия для понимания анатомии и эволюции: мышцы могут активно двигаться, связки — нет", — подчеркнул Датово.

Теперь выясняется, что активное втягивание пищи, как у карпов и других костных рыб, появилось позже, чем предполагалось. А латимерии и подобные им древние рыбы вели иной образ жизни, кусая добычу, а не засасывая её.

Почему мы так долго ошибались

Латимерии невероятно редки. Обитают они на большой глубине, в подводных пещерах, и крайне неохотно попадают в руки исследователей. Первый живой экземпляр был найден лишь в 1938 году, а второй вид открыли только в 1999-м. Это сильно ограничивало доступ к образцам для анатомических исследований.

Чтобы провести текущее препарирование, авторам статьи пришлось буквально уговаривать музеи предоставить образцы. На сотрудничество согласились Филдовский музей естественной истории в Чикаго и Институт морских наук в Вирджинии. Работа велась в тесной коллаборации с Смитсоновским институтом и лично с Г. Дэвидом Джонсоном - легендой в области анатомии рыб, который трагически погиб в 2024 году, когда статья проходила рецензирование.

"Он был, вероятно, величайшим анатомом рыб своего времени", — подчеркнул Датово.

Наука — это постоянная корректировка

Исследование Датово заняло шесть месяцев и включало кропотливое отделение каждого черепного элемента рыбы. Полученные образцы не уничтожены — они сохраняются в виде отдельных компонентов и доступны для других учёных, что позволит проводить новые исследования без повторных вскрытий.

Кроме того, команда использовала трёхмерные микротомографические изображения черепов других рыб — как вымерших, так и современных. Это позволило уточнить расположение мускулатуры у древнейших челюстных позвоночных и лучше понять, как возникли современные схемы дыхания и питания.

Что это меняет

Эволюционная биология — это своего рода детективная история длиной в сотни миллионов лет. И каждая находка — как новый фрагмент головоломки. Оказалось, что латимерия вовсе не та анатомическая модель, которой её считали.

"Это открытие влияет на наше понимание эволюции черепа у всех крупных групп позвоночных", — отметил Датово.

Теперь наука вынуждена пересмотреть не только схемы происхождения ряда мышц, но и более глобальные представления об эволюции дыхательной и пищеварительной анатомии позвоночных.

Уточнения

Учёные — специалисты в какой-либо научной области, внёсшие вклад в науку.