Геологическая история Земли характеризуется многими динамическими климатическими сдвигами, которые часто связаны с большими изменениями температуры. Эти экологические сдвиги могут привести к изменениям признаков, таких как размер тела, которые можно непосредственно наблюдать с помощью летописи окаменелостей.
Чтобы выяснить, коррелируют ли температурные сдвиги, которые произошли до того, как были зарегистрированы прямые измерения, называемые палеоклиматологией, с изменениями размера тела, несколько членов Лаборатории эволюции рыб Университета Оклахомы решили проверить свою гипотезу, используя тетраодонтообразных рыб в качестве модельной группы. Тетрадонтиформные рыбы — это, прежде всего, тропические морские рыбы, в том числе иглобрюх, самшит и рыба-филе.
Исследователи обнаружили, что размеры тела этих рыб увеличились за последние сто миллионов лет в связи с постепенным понижением температуры океана.
Их открытие соответствует двум хорошо известным правилам эволюционных тенденций: правилу Коупа, которое гласит, что размеры тела организмов имеют тенденцию увеличиваться с течением времени эволюции, и правилу Бергмана, которое утверждает, что виды достигают больших размеров в более прохладной среде и меньших размеров в более теплой среде. Однако менее понятным было то, как эти правила относятся к экзотермам, организмам, которые не могут регулировать внутреннюю температуру своего тела и зависят от внешнего климата или климата окружающей среды.
Проблема изучения древних рыб заключается в том, что существует очень мало записей об окаменелостях. Чтобы дополнить недостающую информацию, исследователи объединили геномные данные живых рыб с данными окаменелостей.
«Когда вы посмотрите на различные группы на древе жизни, вы заметите, что существует ограниченное количество групп, которые действительно имеют хорошую летопись окаменелостей, но более крупная группа морских рыб (известная как Tetraodontiformes), в которую входит популярная рыба-фугу, океанская рыба-солнечник и рыба-кузов замечательны тем, что имеют захватывающую палеонтологическую летопись», — пояснили ученые. «Итак, объединив эти две области, геномику и палеонтологию, мы действительно можем представить новые результаты, которые вы не сможете получить, используя только один тип данных».
Затем геномные данные и данные об окаменелостях были объединены с данными о температуре океана, которые показали, что постепенное похолодание климата за последние 100 миллионов лет связано с увеличением размера тела тетраодонтообразных рыб.
«Основываясь на данных об окаменелостях, мы показываем, что эти рыбы изначально были очень маленькими, но вы можете видеть, что живые виды намного крупнее, и эти изменения связаны с охлаждением температуры океана в течение этого очень длительного периода времени», — сказали ученые.
Хотя эволюция тетраодонтообразных рыб, по-видимому, соответствует гипотезам Коупа и Бергманна, авторы делают оговорку о том, что в эволюции размера тела рыб могут играть роль многие другие факторы.
«Очень интересно видеть поддержку этих двух биологических правил у Tetraodontiformes, поскольку эти тенденции менее изучены среди морских рыб по сравнению с наземными видами. Несомненно, в будущем мы узнаем больше об эволюции размеров их тела», — подытожили исследователи.
