Учёные давно полагали, что тесная связь рыб-анемонов с морскими анемонами, их защитными хозяевами, была основным двигателем их эволюционной диверсификации. Но исследователей заинтересовало, могли ли другие экологические факторы также сыграть решающую роль.
Этот вопрос важен, поскольку рыбы-анемоны — один из немногих примеров адаптивной радиации в морской среде, где виды быстро диверсифицируются, чтобы занять экологические ниши. Понимание того, как это произошло, может научить нас тому, как формируется и поддерживается биоразнообразие, особенно в условиях меняющегося давления окружающей среды.
Исследование, опубликованное в журнале Current Biology, опровергает давние представления о движущих силах диверсификации видов, показывая, что история эволюции рыб-анемонов гораздо сложнее, чем просто специализация на определённых хозяевах.
Методы исследования
В дикой природе исследователи снимали рыб вокруг их хозяев-анемонов, чтобы измерить, сколько времени они проводят внутри или снаружи хозяина. В лаборатории они использовали плавательные туннели, чтобы проверить их выносливость и потребление кислорода — как если бы они ставили их на крошечные рыбьи беговые дорожки.
Они также использовали 3D-визуализацию и компьютерное моделирование для изучения анатомии мышц и гидродинамики, выясняя, как форма тела влияет на эффективность плавания.
Результаты
Команда показала, что различные экологические стили жизни — например, то, как много рыба удаляется от своего анемона или насколько эффективно она плавает — также сформировали эволюцию различных видов.
Исследователи обнаружили, что рыбы-анемоны эволюционировали в различные «экоморфы» — функционально разные типы, которые различаются по тому, насколько они полагаются на своего хозяина и насколько хорошо они плавают. Удивительно, но эти различия не связаны с количеством видов хозяев, которых использует рыба (специфичность хозяина), как считалось ранее. Вместо этого они обнаружили, что эффективность плавания, архитектура мышц и поведение лучше объясняют их экологические стратегии.
Некоторые виды — «авантюристы», которые широко кочуют с мощными мышцами и низкими затратами энергии, в то время как другие — «домоседы», которые остаются близко к своему анемону, имеют меньшие мышцы и используют больше энергии для плавания. Эта тонкая дивергенция, вероятно, сыграла ключевую роль в адаптивной радиации рыб-анемонов и подчёркивает важность черт, которые мы часто упускаем из виду, размышляя об эволюции.
Заключение
Разнообразие методов, использованных в этом исследовании, означает, что журналисты могут получить множество изображений для работы. Среди них — снимки и видео рыб-анемонов в их естественной среде обитания, а также видео их плавания в лаборатории и результаты компьютерного моделирования гидродинамики.
Предоставлено Окинавским институтом науки и технологий.