В суровых водах Южного океана, где температура опускается ниже нуля, обитают антарктические ледяные рыбы. Они не просто выживают в этих экстремальных условиях, но и процветают, образовав десятки различных видов. Секрет их успеха, как выяснили ученые, кроется в уникальном строении черепа, которое позволило им освоить новые способы питания.

Новое исследование, проведенное биологами из Университета Райса (США) и опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что за миллионы лет эволюции череп ледяных рыб приобрел особое свойство — модульность. Это значит, что его части стали более независимыми друг от друга и смогли развиваться по-разному.

«Когда организм состоит из полунезависимых блоков, эти части могут эволюционировать самостоятельно. У ледяных рыб это означало, что они могли менять свою стратегию питания по мере того, как менялась сама Антарктида», — объясняет ведущий автор исследования Кори Эванс.

У большинства животных строение черепа остается довольно стабильным. Однако анализ 3D-моделей черепов более 170 видов показал, что у ледяных рыб произошло уникальное изменение: их челюсти разделились на независимые верхний и нижний модули.

«Это необычно, — отмечает соавтор работы Майара Невес. — У большинства животных количество модулей остается неизменным. А у ледяных рыб их стало больше».

Разделение челюстей позволило им адаптироваться к разным типам добычи. Одни виды развили мощные челюсти для дробления раковин донных организмов, а другие усовершенствовали технику всасывания, чтобы ловить быструю добычу в толще воды. Эта «эволюционная перестройка» совпала по времени с крупными климатическими катаклизмами в истории Антарктиды — появлением циркумполярного течения, периодами оледенения и резкими сменами температур.

Все началось более 30 миллионов лет назад, когда единственный вид рыб, предок современных ледяных рыб, мигрировал из Южной Америки в антарктические воды. Его ключевым преимуществом стали уникальные белки-антифризы в крови, которые не давали ей замерзать.

«Представьте, что всех тропических рыб из Флориды перевезли на Аляску в декабре, — приводит пример Эванс. — Большинство погибло бы. Но у одной рыбы в крови был антифриз, поэтому она выжила. Оставшись без конкурентов, она дала начало множеству новых видов».

Для ученых история ледяных рыб — это больше, чем частное открытие в биологии. Это наглядный урок того, как жизнь использует гибкость строения для адаптации к самым суровым условиям.