Таким образом, жировые плавники представляют собой уникальный пример конвергентной эволюции и новую модель для изучения эволюции конечностей и придатков позвоночных, сообщают 5 марта ученые из Чикагского университета в трудах Королевского общества B.«Позвоночные животные в целом сохранили план тела, а новые придатки, будь то плавники или конечности, эволюционируют редко», — сказал старший автор исследования Майкл Коутс, доктор философии, председатель Комитета по эволюционной биологии Чикагского университета. «Здесь у нас есть естественный эксперимент, который повторяется неоднократно, обеспечивая превосходную новую систему, в которой можно исследовать новизну и изменения».Жировые плавники обычно маленькие и простые по конструкции, как правило, привлекают внимание только тогда, когда они отрезаны от выращенной на ферме форели и лосося в качестве метки.
Несмотря на то, что они присутствуют в тысячах видов рыб, они были отвергнуты как остатки некогда функционирующего плавника. Это предположение озадачило Стюарта и соавторов, поскольку они не увидели свидетельств ухудшения структуры или функции жирового плавника в летописи окаменелостей.Чтобы изучить эволюционное происхождение этого плавника, Коутс и ведущий автор Томас Стюарт, аспирант в области биологии организмов и анатомии Чикагского университета, обратились к методике, известной как реконструкция состояния предков. Вместе с соавтором В. Лео Смитом, доктором философии, из Института биоразнообразия Канзасского университета, они создали эволюционное древо, описывающее отношения между рыбами с жировыми плавниками и без них, используя генетическую информацию от более чем 200 рыб с луговыми плавниками и ископаемых. данные из известных моментов времени.
Затем они использовали статистические модели, чтобы предсказать, когда и у каких видов жировой плавник мог впервые развиться.Они обнаружили, что жировые плавники возникали несколько раз, независимо, у сома и других групп рыб с лучевыми плавниками — яркий пример конвергентной эволюции у огромного количества видов.«Довольно невероятно, что структура, которая является невероятно распространенной, может быть так неправильно понята», — сказал Стюарт. «Наше открытие, что жировые плавники эволюционировали неоднократно, показывает, что эта структура, долгое время считавшаяся более или менее бесполезной, может быть очень важной для некоторых рыб. Это захватывающе, потому что она открывает новые вопросы».
В ходе исследования было изучено более 600 видов рыб, в том числе многие из коллекций Полевого музея естественной истории в Чикаго. Этот анализ показал, что ряд сложных скелетных структур, включая шипы, пластины, лучи плавников и хрящевые диски, независимо развились в жировых плавниках разных видов. И хотя исследования летописи окаменелостей показали, что новые плавники возникают предсказуемым и повторяющимся образом, жировые плавники демонстрируют несколько путей к созданию новых придатков.«Эти результаты бросают вызов общепринятым представлениям о том, как эволюционируют новые плавники и конечности, и проливают новый свет на способы изучения всего диапазона разнообразия конечностей и плавников позвоночных», — отмечает Стюарт.
Исследование было поддержано Национальным научным фондом и Отделением биологических наук Чикагского университета.