Как кальмары пережили массовое вымирание и завоевали океаны
Ученые из Окинавского института науки и технологий в Японии вместе с коллегами из других стран выяснили, как на самом деле эволюционировали кальмары и каракатицы. Оказалось, их история развивалась по сценарию «долгого фитиля»: основные группы разошлись очень давно, но настоящий взрыв разнообразия случился намного позже, пишет Science Daily.
В чем была загадка
Кальмары и каракатицы относятся к десятиногим головоногим моллюскам. Они живут везде — от глубокого океана до мелководных бухт. У большинства из них есть внутренняя раковина: у каракатиц она округлая и пористая («сепиева кость»), у кальмаров — тонкая и прозрачная (гладиус), а у редкого «кальмара с бараньим рогом» — закрученная в спираль. У некоторых мелководных видов внутренняя раковина вообще исчезла.
Долгое время ученые никак не могли понять, кто кому приходится родственником. Разные группы исследователей предлагали свои версии, основанные то на анатомии, то на небольших фрагментах ДНК, но получалась противоречивая картина.
Главные открытия
Исследователи объединили крупные наборы генетических данных с тремя новыми, только что расшифрованными геномами кальмаров. Геномы головоногих — штука непростая: они могут быть вдвое больше человеческого, и для их расшифровки нужны самые современные технологии и мощные компьютеры. К тому же для анализа нужна свежая ДНК, а добраться до многих видов очень трудно. Ученым повезло: часть образцов удалось собрать прямо «у порога» на Окинаве, а недостающие виды помогли добыть коллеги, у которых есть доступ к более экзотическим местам.
В итоге получилась первая эволюционная карта десятиногих головоногих, основанная на полных геномах и охватывающая почти все основные группы. Ключевую роль сыграл редкий кальмар Spirula spirula — тот самый, со спиральной раковиной. Раньше из-за формы этой раковины его ошибочно сближали с каракатицами. Геном расставил все по местам.
Когда и где все началось
Предки кальмаров и каракатиц, скорее всего, жили в глубоком океане. Основные линии начали расходиться около 100 млн лет назад — это был еще меловой период. А потом случилась катастрофа: 66 млн лет назад на Землю упал астероид, массовое вымирание уничтожило три четверти видов, включая динозавров. Предки современных кальмаров и каракатиц, судя по всему, выжили.
Как им это удалось? Авторы предполагают, что они укрылись в «убежищах» — небольших, богатых кислородом участках глубокого океана. На мелководье в то время было плохо: не хватало кислорода, а вода стала слишком кислой, что разрушало раковины.
Когда планета начала восстанавливаться и снова появились коралловые рифы, кальмары и каракатицы стали осваивать новые мелководные ниши. Вот тогда и случился тот самый «долгий фитиль»: после того как основные линии разошлись, десятки миллионов лет новых видов возникало немного, а потом — после массового вымирания — произошел резкий скачок разнообразия.
Теперь, имея четкую эволюционную схему и полные геномы, ученые могут начать искать молекулярные механизмы, которые сделали головоногих такими необычными. А необычного у них много: способность мгновенно менять цвет и текстуру кожи, сложное поведение, большие мозги (для беспозвоночных — просто гигантские), умение решать задачи и пользоваться орудиями.
