Зоология

Илистые прыгуны могут стать ключом к пониманию эволюции моргания

Лайнуть/Поделиться

Моргание крайне важно для глаз. С его помощью животные очищают глаза, защищают их и даже общаются. У людей неспособность регулярно моргать может привести к потере зрения. Но как и почему возникло моргание? Исследователи из Технологического института Джорджии, Университета Сетон Хилл и Университета штата Пенсильвания изучали илистого прыгуна, земноводную рыбу, которая проводит большую часть дня на суше, чтобы лучше понять, почему моргание является фундаментальным поведением для жизни на суше.

Несмотря на то, что эта рыба имеет отдаленное родство с тетраподами – группой, в которую входят люди и другие четвероногие позвоночные, – исследователи полагают, что изучение этой рыбы может раскрыть, как мигание развилось, когда эти животные начали передвигаться по суше.

“Мы все моргаем, не задумываясь и не понимая того, почему мы моргаем, – это такая красивая головоломка прямо перед нашими глазами”, – сказал доцент Школы химической и биомолекулярной инженерии Georgia Tech и автор статьи Саада Бхамлы. “Благодаря нашим исследованиям на илистых прыгунах и проведению биофизического и морфологического анализа, мы выяснили, как моргание выполняет множество функций для адаптации к жизни вне воды”.

Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academies of Science 24.04.2023.

“Сравнивая анатомию и поведение илистых прыгунов с ископаемыми ранних тетрапод, мы утверждаем, что мигание возникло у обеих групп как адаптация к жизни на суше”, – сказал Том Стюарт, доцент Пенсильванского университета и один из авторов статьи. “Эти результаты помогают нам понять нашу собственную биологию и поднимают целый ряд новых вопросов о разнообразии мигающего поведения, которое мы наблюдаем у живых видов”.

Разбор моргания

Илистые прыгуны моргают, втягивая глаз вниз в глазницу. Эволюция этого поведения не потребовала появления большого количества новых частей, таких как новые мышцы или специальные железы. Вместо этого илистые прыгуны по-новому используют уже имеющийся набор глазных мышц.

Илистые прыгуны не развили новую глазную мускулатуру. Объемные изображения, полученные с помощью МСКТ с контрастным усилением, показывают, что у илистых прыгунов сохранился плезиоморфный набор мышц, связанный с глазами. Те же шесть экстраокулярных(примыкающих снаружи к глазному яблоку) мышц наблюдаются у (A-C) африканского илистого прыгуна P. barbarus, (D и E) индийского илистого прыгуна P. septemradiatus и (F и G) полностью водной рыбы, бычка-кругляка N. melanostomus.

“Это очень интересный результат, потому что он демонстрирует, что эволюция нового, сложного поведения может быть достигнута с помощью относительно рудиментарного набора структур”, – сказал Бретт Айелло, бывший постдокторант в лаборатории Agile Systems Lab, а ныне доцент в Университете Сетон-Хилл.

Далее исследовательская группа попыталась выяснить, почему илистые прыгуны моргают. В ходе серии экспериментов они выяснили, что моргание у илистых прыгунов происходит для выполнения трех основных функций: увлажнения, очистки и защиты глаз. Эти функции также актуальны для людей и других позвоночных существ, обитающих на суше.

“Мы обнаружили, что одно поведение может быть использовано для выполнения трех сложных, различных функций”, – сказал Айелло. “Эти результаты не только помогают людям понять нашу собственную историю, но и помогают нам переоценить адаптации, необходимые для крупных переходов в эволюционной истории позвоночных, таких как переход из воды на сушу”.

Различия в физиологических основах моргания илистых прыгунов и четвероногих показали возможность множественных эволюционных решений возникновения сложного многофункционального поведения, которое возникает во время крупных экологических переходов.


Вас также может заинтересовать статья: Почему не темнеет, когда мы моргаем?

Редакция

Недавние публикации

Пчелы с высокой точностью обнаруживают биомаркеры рака легких

Недавнее исследование, опубликованное в журнале Biosensors and Bioelectronics, говорит о том, что пчелы могут стать важным инструментом для раннего… Читать далее

06/07/2024

Прием препаратов для снижения веса(Ozempic), возможно, повышает риск развития слепоты

Исследование, проведенное в клинике Mass Eye and Ear, выявило связь между широко назначаемыми препаратами для… Читать далее

05/07/2024

Запрет на аборты коррелирует с увеличением смертности новорожденных и младенцев

Закон штата Техас, запрещающий аборты на ранних сроках беременности, ассоциируется с резким увеличением числа смертей… Читать далее

01/07/2024

От размытого изображения к 3D-модели толстого кишечника

Капсульные камеры позволяют почти незаметно и без боли исследовать все уголки кишечника, пока пациент занимается… Читать далее

27/06/2024

Выявлены области мозга, которые искажают реакцию мозга на удовольствие при биполярном расстройстве

Недавнее исследование, проведенное учеными из Университетского колледжа Лондона (UCL), проливает свет на то, как мозг… Читать далее

22/06/2024

Смотреть на экран или в камеру? Что лучше для онлайн-собеседования? Исследование

Исследование японских ученых, опубликованное в журнале Scientific Reports 31 мая, свидетельствует о том, что взгляд… Читать далее

18/06/2024