Илистые прыгуны могут стать ключом к пониманию эволюции моргания

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.

“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?