https://frosthead.com

Zakaj se je vomska riba razvila v žarečem očesnem spiku?

Leta 2003 je Leo Smith seciral žametnico. Smith, evolucijski biolog z univerze v Kansasu, je poskušal ugotoviti odnose med ribami na pošti, ki vključujejo žametne ribe, pa tudi jagod, ribe in zloglasne ledine. Medtem ko se je potikal proti zgornji čeljusti žametnice, je ugotovil nekaj nenavadnega - imel je težave z odstranjevanjem kožice.

"Na običajni ribi je malo vezivnega tkiva in lahko delujete skalpelsko rezilo med zgornjo čeljustjo in to kostjo, " se spominja Smith, katerega delo se osredotoča na razvoj ribjih strupov in bioluminiscenco. "Imel sem ravno strašen čas, ko sem ga poskušal ločiti. Ko sem ga končno ločil, sem opazil, da je tu vse skupaj grudasto in trmasto ... takrat me je zadelo, da mora biti to nekakšen mehanizem za zaklepanje. "

Če sem iskren, večina žametnih rib že spominja na trnjaste, mokaste mutante, zato dodaten nabodalo v resnici ni tako nenavadno. A glede na to, da je Smith že leta preučeval ribe, ki jih šalimo po pošti ( Scorpaeniformes ) - vrstni red, ki dobiva svoje splošno ime po kostnih ploščah, ki jih najdemo na vsakem obrazu - bi si mislili, da bi že prej opazil ogromen, zaklenjen očesni trn. Ni ga. To čudno novo odkritje bi skupaj s sodelavci poimenoval "lakrimalna sablja."

(FYI: Lachrymal izvira iz latinske besede za "solzenje". Čeprav ribe ne morejo jokati, je to še vedno tehnično ime kosti, ki tvori očesno vtičnico.)

Smith in njegovi soavtorji iz Ameriškega združenja ihtiologov in herpetologov prvič opisujejo to malo verjetno očesno piko v reviji Copeia - in celo poročajo o tistem, ki sveti fluorescentno zeleno, majhno svetlobno oko. Avtorji še ne morejo natančno povedati, čemu služi priloga. Vendar trdijo, da lahko potencialno močno preuredi evolucijsko drevo Scorpaeniformes in spremeni to, kar vemo o teh zelo strupenih ribah.

Ugotovitev sproža tudi vprašanje: Kako je za vraga tako dolgo prezrl žareči, zaklepni dodatek, podoben mečem?

Inimicus_2.jpg Vrsta kamniča, pegasti goul (Inimicus sinensis), pokopan v gramozu. (Leo Smith)

Kamenčka lahko preprosto zgrešite. Resnično svojemu imenu zelo spominjajo na skale, s kamnito pokritimi zunanjostmi, ki se zrcalijo pod podvodnimi ruševinami ali koščami koral. Toda stopi na eno in tega ne boš nikoli pozabil.

V morjih je več morskih rib kot kač na kopnem - ali resnično kot vsi strupeni vretenčarji skupaj - vendar je kamenica ena najbolj strupenih na planetu. Ko se je katero od teh morskih pošasti ubogalo, se lahko počuti kot nesrečna žrtev, ko je to enkrat rekel, kot da bi "udaril s kladivom po nogi, nato pa znova in znova drgnil z datoteko za nohte." Kljub temu, da so potapljači po tem celo umrli takšno srečanje.

Kamnoseki in njihovi bratranci so čudoviti tudi na kamuflaži. Nekateri gojijo alge in hidroidne vrtove na hrbtu, drugi lahko po želji spreminjajo barvo in eden, prikrasen škorpijon, ima na svoji hrbtni plavuti vabico, ki spominja na drobno plavalno ribo. Ta izredna bitja, ki jih večinoma najdemo v tropskih vodah po celotnem Indo-Tihem oceanu, uporabljajo svoje preobleke, tako da plenijo iz zasede in se ne izogibajo sami.

Vendar je lahkimalna sablja, edinstven vidik teh rib, nekako spregledala. In čeprav to ni svetlobna sablja Star Wars ali rezilo Lord of the Rings, je ta sablja morda nekaj še bolj impresivnega. Pod očmi ribe si zamislite zapleteno hrbtenico, ki deluje kot loputa in šapa, stransko se zaskoči, kot dve ostri roki. "Saj sploh ne premaknejo sablja, " pravi Smith. "Premaknejo osnovno kost, ki je z njo povezana prek zaklepnega mehanizma, nato pa je vrtenje tisto, kar jo zaklene."

Vsaj pri eni vrsti - Centropogon australis, pasmi šmarnic - sablja sveti biofluorescentno apno zeleno, preostala riba pa ob določeni svetlobi sveti oranžno rdeče.

Adam Summers, biomehanik in specialist za ribe na Washingtonski univerzi, trenutno poskuša s CT-jem pregledati vseh 40.000 vrst rib. Poletje, ki ni bil vključen v nedavno raziskavo, je že leta preiskal 3052 vrst in 6.077 osebkov, medtem ko je vrsto let preučeval številne ribe, ki so bile obrabljene po pošti. In nikdar ni opazil sablja.

"Erektilna obramba pri ribah je res pogosta, " pravi Summers, ki je bil tudi znanstveni svetovalec pri Pixarjevih iskanju Nemo in iskanju Dory . Ne misli na ribje penise, ampak na anatomske odpornosti, ki se pojavijo, ko se nekatere vrste pod stresom ali grozijo. "Če ste kdaj ujeli ribo in jo skušali izvleči s kljuke, veste, da so hrbtenice pokončne in lahko iz vas izbrizgajo živo sranje, " pravi hec, "ampak da smo pogrešali tisto, ki je bila pod očmi —Splav očesne sablje - je precej noro. “

Da bi ugotovili, da so te ribe resnično povezane zunaj sablja, so raziskovalci v novi raziskavi uporabili sekvenco DNK, da so potrdili svoje ugotovitve. Če pogledamo 5.280 poravnanih nukleotidov in za nadzor uporabimo 12 skupin, so zgradili filogenetsko ali evolucijsko drevo. Ko imate drevo, pojasni Smith, obstajajo metode, imenovane rekonstrukcija stanja prednikov, ki nam omogočajo, da sledimo, kdaj se znaki razvijajo. To bo biologom pomagalo poenotiti skupino rib, za katere se je prej mislilo, da so ločene družine.

"Taksonomija Scorpaeniformes je zgodovinsko zmedena, " pojasni Smith. »Razmerja med škorpijoni in ribami so bila resnično problematična, zato je bilo tej skupini pridruženih veliko imen družinskih ravni, ki se dramatično očistijo, ko se te skupine obravnavajo kot dve glavni vrsti, ne pa kot 10 tradicionalnih družin. Zdaj je veliko čistejše in prisotnost lahurmalne sabre lahko v celoti loči obe spremenjeni družini. "

IMG_2775.jpg Oseljena bela riba (Apistus carinatus), ki jo v terenskem muzeju skeletijo mesojedi hrošči. (Leo Smith)

Ko je prvič sekal žametnico, Smith ni razumel, kaj gleda. "Samo mislil sem, da so neke vrste spinier ali lumpier, " pravi. "Te ribe imajo na glavi veliko bodic in izboklin. Tako sem si mislil: "Oh, ti [lahrimalni] so nekoliko bolj zanimivi."

Smith je leta pregledoval okostja rib in živih rib, da bi ugotovil, kako razširjena je ta sablja. Na srečo ima kot kustos na Inštitutu za biotsko raznovrstnost na Univerzi v Kansasu dostop do ene največjih knjižnic ribjih primerkov na svetu.

Mnoge od teh zglednih rib so bile narejene po metodi, imenovani "čiščenje in obarvanje", pri kateri znanstveniki za raztapljanje mišic in drugega mehkega tkiva uporabljajo mešanico tekočega formaldehida in želodčnega encima, imenovanega tripsin. Rezultat je prozorno okostje z rdeče obarvanimi kostmi in modro obarvanim hrustancem, kot vitraž. Ta tehnika olajša preučevanje skeletnih struktur vretenčarjev.

"Ljudje, ki natančno preučujejo ribe, pogosto delajo z mrtvimi ohranjenimi ribami in te vrste zelo kul stvari ne delujejo pri živali, ki ni mobilna, " pravi Summers. Kljub temu je ", da bi to ugotovili in ugotovili, da gre za združljiv značaj za celo skupino rib, zelo, zelo kul."

Smith ni prepričan, zakaj so ribe razvile to lastnost. Očitna domneva je, da je obrambna, saj predvidene bodice širijo širino glave, zaradi česar ribe težje pogoltnejo in bolj verjetno je, da bodo predrli potencialnega plenilca. Podobni obrambni ukrepi obstajajo: na primer globokomorski lasni žarek ima na hrbtni hrbtenici žareče "žaromete", ki naj bi se branili pred plenilci. Toda Smith ni videl lakrimalne sabre, ki jo uporabljajo obrambno, razen na fotografijah rib z obrazom, ki jih pojedo.

"Šel sem v to domnevo, da gre za anti plenilec, kompleksno anatomsko stvar, ki se je tako razvijala in zdaj, kot vsak dan traja, se začenjam vedno bolj spraševati, " pravi Smith. "Del tega je, da nikoli ne morem narediti neumnosti, da bi to naredili ... Mislim, če bi šlo samo za boj proti plenilcu, bi si mislil, da bi jih takoj spravil ven." Druga možnost, pravi, je da bi lahko šlo za privabljanje prijateljev, čeprav poudarja, da imata oba spola oba sablja.

Z drugimi besedami, očesni trn je za zdaj še skrivnost.

Leta 2006 je z Wardom Wheelerjem Smith ugotovil, da je več kot 1200 vrst rib strupenih, v primerjavi s prejšnjimi ocenami leta 200. To številko je posodobil desetletje pozneje med 2386 in 2962. Delal je tudi na dokumentu PLOS One z omenjenimi ihtiologi Matt Davis in John Sparks, ki prikazujeta, da se je bioluminescence v morskih ribjih rodovih razvijalo 27 ločeno. Prenovil je celo taksonomijo metuljev.

S to novo ugotovitvijo je Smith morda spet zmotil način razmišljanja o ribjih odnosih, pravi Sarah Gibson, samostojna profesorica biologije na univerzi St. Cloud State v Minnesoti, ki proučuje triasne ribe. "Mislim, da gre za precej pomembno, veliko študijo, " pravi. "Poznavanje evolucijskih odnosov skupine lahko resnično vpliva na naše razumevanje evolucijske zgodovine rib na splošno." (Gibson je delal s Smithom, ko je delal disertacijo, vendar ni bil del nedavne študije.)

Razumevanje razvoja kamnov je ključnega pomena za njihovo ohranjanje, dodaja Summers. "Nekaj ​​ne moreš ohraniti, če ne veš, kdo je, " pravi. Skrivnost lahurmalne sabre "je zanimivo vprašanje, ki ga je vredno obravnavati, in še vedno me prepira, da smo ga pogrešali."

Na koncu to odkritje tudi poudari nekaj, kar je Smith nekoč povedal New York Times : Kljub stoletnim raziskavam in raziskovanju, "o ribah resnično ne vemo ničesar."

Zakaj se je vomska riba razvila v žarečem očesnem spiku?