https://frosthead.com

De ce un pește veninos a evoluat un vârf de ochi strălucitor?

În 2003, Leo Smith diseca un pește de catifea. Smith, biolog evolutiv la Universitatea din Kansas, încerca să-și dea seama de relațiile dintre peștii obișnuiți prin poștă, o comandă care include catifele, precum și viespe, pești de piatră și pestele leu infam. În timp ce își îndrepta drumul spre maxilarul superior al catifelelor, totuși, își dădu seama de ceva ciudat - avea probleme cu îndepărtarea osului lachmic.

„La un pește normal, există un pic de țesut conjunctiv și puteți lucra o lamă de bisturiu între maxilarul superior și acest os”, își amintește Smith, al cărui lucru se concentrează asupra evoluției veninului de pește și a bioluminiscenței. „Am avut doar o perioadă groaznică încercând să o despart. Când în sfârșit l-am separat, am observat că există chestia asta plină de umflături și denivelări ... a fost atunci când m-a lovit că trebuia să fie un fel de mecanism de blocare. "

Pentru a fi corect, majoritatea peștilor de catifea seamănă deja cu mutanții spinoși, blobby, așa că o broască în plus nu este chiar atât de neobișnuită. Dar, având în vedere că Smith a petrecut ani studiind peștii obișnuiți prin poștă ( Scorpaeniformes ) - un ordin care își primește numele obișnuit de pe plăcile osoase găsite pe fiecare obraz - ați crede că ar fi observat înainte un vârf masiv de blocare a ochilor. Nu făcuse. El și colegii săi vor dubla această nouă ciudată descoperire „sabul lachmic”.

(FYI: Lachrymal provine de la cuvântul latin pentru „lacrimă”. Deși peștele nu poate plânge, este totuși denumirea tehnică a osului care formează soclul ochiului.)

Smith și coautorii săi la American Society of Ichthyologists și Herpetologi descriu acest vârf de ochi improbabil pentru prima dată în jurnalul Copeia - și chiar raportează despre unul care strălucește verde fluorescent, un mic ochi de lumină. Autorii încă nu pot spune exact pentru ce anexa este. Ei susțin însă că are potențialul de a rearanja profund arborele evolutiv Scorpaeniformes, schimbând ceea ce știm despre acești pești extrem de veninoși.

Concluzia ridică, de asemenea, întrebarea: cum naiba a făcut ca o apendicitate strălucitoare, de blocare, să fie ignorată atât de mult timp?

Inimicus_2.jpg O specie de pește de piatră, Ghoul Spotted (Inimicus sinensis), îngropat în pietriș. (Leo Smith)

Este ușor să ratezi un pește de piatră. Fidele numelui lor, seamănă strâns cu roci, cu exterioare acoperite pietruite care oglindesc moloz sub apă sau bucăți de coral. Dar pășește pe unul și nu-l vei uita niciodată.

Există mai mulți pești veninoși în mări decât șerpi pe uscat - sau într-adevăr, decât toate vertebrele veninoase combinate - dar peștele de piatră este unul dintre cele mai veninoase de pe planetă. A fi înțepat de unul dintre acești monștri marini se poate simți, ca o victimă ghinionistă a pus-o odată, ca „lovindu-ți degetul cu un ciocan și apoi frecându-l din nou și din nou cu un dosar de unghii.” În timp ce este neobișnuit, scafandrii au murit chiar și după o asemenea întâlnire.

Peștele de piatră și verișorii lor sunt, de asemenea, minunați la camuflaj. Unii cresc alge și grădini de hidrozi pe spate, alții își pot schimba culoarea după bunul plac, iar unul, scorpionul decorat, are o nălucire pe aripioarele sale dorsale, care seamănă cu un pește minuscul, înot. Găsite în principal în apele tropicale din întregul Indo-Pacific, aceste creaturi remarcabile își folosesc deghizele atât pentru pradă ambuscadei, cât și pentru a evita să devină prânz.

Dar sabul lachmic, un aspect unic al acestor pești, a fost cumva trecut cu vederea. Și deși nu este un șablon de lumină Star Wars sau o lamă de la Lord of the Rings, acest sabru ar putea fi ceva și mai impresionant. Imaginează o coloană vertebrală complexă sub ochiul peștelui, care funcționează ca un clichet și un pachet, blocându-se lateral în loc ca două brațe ascuțite. „De fapt, nici măcar nu mișcă sabla în sine”, spune Smith. "Ei mută osul de bază care este conectat la el prin mecanismul de blocare, iar apoi este aceea care o blochează."

În cel puțin o specie - Centropogon australis, o rasa de viespe - sablul strălucește un verde de var biofluorescent, în timp ce restul peștilor strălucește roșu-portocaliu sub o anumită lumină.

Adam Summers, un specialist în biomecanist și pește de la Universitatea din Washington, încearcă în prezent să scaneze computerizat toate cele 40.000 de specii de pești. Summers, care nu a fost implicat în studiul recent, a scanat deja 3052 de specii și 6.077 de exemplare, în timp ce a studiat mulți pești cu cheie de poștă de ani de zile. Și nu a observat niciodată sabia.

„Apărările erectile la pești sunt cu adevărat comune”, spune Summers, care a fost, de asemenea, consultant științific la Pixar's Finding Nemo și Finding Dory . Nu se referă la penisurile de pește, ci la apărările anatomice care apar atunci când anumite specii sunt stresate sau amenințate. „Dacă ați prins vreodată un pește și ați încercat să-l scoateți de pe cârlig, știți că înțepăturile dorsale se ridică și pot să vă scoată prostiile vii din voi”, spune hes, „dar că am ratat unul care era sub ochi -Sortul unui ochi - este destul de nebun.

Pentru a stabili că acești pești sunt cu adevărat legați dincolo de sabre, cercetătorii din noul studiu au folosit secvențierea ADN-ului pentru a confirma rezultatele lor. Privind 5.280 de nucleotide aliniate și folosind 12 grupuri de control drept control, au construit un arbore filogenetic sau evolutiv. Odată ce ai copacul, explică Smith, există metode numite reconstrucții ancestrale de stare a caracterelor care ne permit să urmărim când evoluează personaje. Și asta poate ajuta biologii să unifice un grup de pești care se credea anterior ca fiind familii separate.

„Taxonomia Scorpaeniformelor este istoric împovărată”, explică Smith. „Relațiile de pești scorpion și pești de piatră au fost cu adevărat problematice și au existat o mulțime de nume la nivel de familie atașate acestui grup care sunt curățate dramatic atunci când aceste grupuri sunt tratate ca cele două linii principale, mai degrabă decât cele 10 familii tradiționale. Acum este mult mai curat, iar prezența unui sablu lachmic poate separa complet cele două familii revizuite. ”

IMG_2775.jpg Un peștișor de viespe ocelat (Apistus carinatus) fiind scheletizat de gândacii care mănâncă carne la Muzeul Câmpului. (Leo Smith)

Când a dezvăluit prima dată peștele de catifea, Smith nu a înțeles la ce privea. „M-am gândit doar că sunt un pic mai spinoși sau mai plini de noroi”, spune el. „Peștii aceștia au o mulțime de spini și denivelări pe cap. Așa că am fost ca „Oh, aceste [lachilice] sunt cam mai interesante.”

Smith a petrecut ani întregi examinând scheletele de pește și peștele viu pentru a determina cât de răspândit a fost acest sabru. Din fericire, în calitate de curator al Institutului Biodiversității de la Universitatea din Kansas, el are acces la una dintre cele mai mari biblioteci de exemplare de pește din lume.

Mulți dintre acești pești exemplare au fost realizați folosind o metodă numită „curățare și colorare”, în care oamenii de știință folosesc un amestec de formaldehidă lichidă și o enzimă de stomac numită trypsină pentru a dizolva mușchiul și alte țesuturi moi. Rezultatul este un schelet clar, cu oase cu nuanțe roșii și cartilaj de culoare albastru, precum vitralii. Această tehnică facilitează studierea structurilor scheletice ale vertebratelor.

„Oamenii care studiază peștii îndeaproape lucrează cu pești conservați morți, iar aceste tipuri de lucruri cu adevărat mișto nu funcționează la un animal care nu este mobil”, spune Summers. Totuși, „să găsești asta și apoi să realizezi că este un personaj unitor pentru un întreg grup de pești este foarte, foarte fain.”

Smith nu este sigur de ce a evoluat peștele această trăsătură. Presupunerea evidentă este că este defensivă, având în vedere cărașurile proiectate extind lățimea capului, ceea ce face peștele mai greu de înghițit și mai probabil să pună un prădător. Există măsuri defensive similare: lanterna de mare adâncime, de exemplu, are „lumini” strălucitoare pe coloana sa dorsală, despre care se crede că se apără de prădători. Dar Smith nu a văzut sablul lachmic folosit în mod defensiv, cu excepția fotografiilor cu peștii obișcați prin poștă.

„Am intrat în acest lucru presupunând că este un lucru anatomic anti-predator, complex, care a crescut în acest fel și acum, pe măsură ce în fiecare zi continuă, încep să pun la îndoială din ce în ce mai mult”, spune Smith. „O parte din ea este că nu pot niciodată să obțin lucrurile stupide să o fac ... Adică ai crede că dacă ar fi doar anti-prădător, dacă aș da peste tanc, le-ar scoate imediat.” Cealaltă opțiune, spune el, este că ar putea fi pentru atragerea prietenilor, deși el subliniază că ambele genuri par să aibă sabre.

Cu alte cuvinte, deocamdată, vârful ochilor este încă un mister.

În 2006, cu Ward Wheeler, Smith a descoperit că peste 1200 de specii de pești sunt veninoase, comparativ cu estimările anterioare de 200. El a actualizat acest număr un deceniu mai târziu, între 2386 și 2962. De asemenea, a lucrat la un document PLOS One cu ictiologi remarcați. Matt Davis și John Sparks pentru a arăta că bioluminiscența a evoluat de 27 de ori în rândurile de pește marine. El a revizuit chiar și taxonomia fluturilor.

Cu această nouă constatare, este posibil ca Smith să fi întrerupt din nou modul în care ne gândim la relațiile cu peștii, spune Sarah Gibson, profesor adjunct de biologie la Universitatea St. Cloud State din Minnesota, care studiază pești trișici. „Cred că este un studiu destul de important, mare”, spune ea. „Cunoașterea relațiilor evolutive ale unui grup poate avea cu adevărat impact asupra înțelegerii noastre asupra istoriei evolutive a peștilor în general.” (Gibson a lucrat cu Smith când își făcea disertația, dar nu a făcut parte din studiul recent.)

Înțelegerea evoluției peștilor de piatră este esențială pentru conservarea acestora, adaugă Summers. „Nu poți păstra ceva decât dacă știi cine este”, spune el. Misterul sabrului lachmic „este o întrebare interesantă care merită abordată și sunt în continuare suflată că am ratat-o.”

În cele din urmă, această descoperire subliniază și ceva ce Smith a spus odată The New York Times : În ciuda secolelor de cercetare și explorare, „nu știm cu adevărat nimic despre pești”.

De ce un pește veninos a evoluat un vârf de ochi strălucitor?