Акули славляться силою, розмірами та хижою вдачею, проте чи завжди давні хрящові риби були такими? Автори нового дослідження розглянули безліч сучасних акул та їх вимерлих предків і з’ясували, що у мезозої ці риби мешкали біля дна. Однак сильне нагрівання води океану через глобальне потепління — аж до 28 градусів на поверхні — змусило їх переселитися на меншу глибину, змінити плавці, вирости та стати знайомими нам ефективними хижаками.
Серед мешканців сучасної біосфери Землі є як дуже молоді, так і дуже давні. Скажімо, примати виникли порівняно недавно, а акули чи, наприклад, губки існують сотні мільйонів років. Автори нової статті в журналі Current Biology зацікавилися минулим акулами — досить примітивними хрящовими рибами, що з’явилися понад 400 мільйонів років тому. У кістяку таких тварин немає кісток — він повністю складається з хряща, що відображено у назві класу. Крім акул до хрящових риб також відносять скатів, химер і ряд їхніх родичів, що вимерли.
При цьому сучасні групи акул, представників яких ми можемо спостерігати у живому вигляді, виникли 200 мільйонів років тому. Тобто на початку мезозою – ери панування динозаврів та інших гігантських рептилій.
Щоб реконструювати еволюцію риб, вчені зібрали дані про 490 сучасних видів акул (що становить 90 відсотків від загальної кількості). Біологи розділили їх згідно з глибиною проживання на бентичні (що живуть біля дна), пелагічні (які живуть у товщі води і активно плавають) і бентопелагічні (щось середнє). Виявилося, що всупереч очікуванням біля дна живе більшість сучасних акул (70 відсотків), тоді як звичних нам і помітних біля поверхні — лише 13 відсотків.
Це передбачає, що сучасні групи акул вихідно виникли в придонних частинах морів і лише потім освоїли мілководдя. Щоб перевірити гіпотезу, біологи створили модель зміни ряду ознак акул у ході еволюції, використовуючи дані про живих та вимерлих тварин.
Виявилося, що предки сучасних акул справді були бентичними рибами. Однак потім багато хто з них почав активно переселятися ближче до поверхні. Перший, найважливіший епізод «підйому» акул стався десь 122 мільйони років тому, це були риби з загону ламноподібні. 20-30 мільйонів років через їх приклад незалежно один від одного наслідували кархариноподібні акули, потім (вже в кайнозої) ще три групи — так звані акули, що світяться, а пізніше — карликові колючі і китові акули.
Що ж спонукало придонних риб різко змінити свій спосіб життя? Очевидно, глобальне потепління, яке за часів крейдяного термального максимуму ставило кліматичні рекорди: середня температура поверхневого шару океану тоді перевищила 28 градусів за Цельсієм. До речі, зараз це значення нижче на 10 із лишком градусів.
Проблема акул полягала в тому, що нагрівання води знизило концентрацію розчиненого кисню. Уникаючи ядухи, багато (проте не всі) предки сучасних акул стали переселятися вище, де до того ж вода була теплішою, більш населеною і в цілому панували зовсім інші умови.
Біологи показали, що перехід до пелагічного способу життя помітно позначився на влаштуванні тіла акул — морфології. Зокрема, їх початково короткі та округлі плавці ставали дедалі довшими (якщо порівнювати з шириною), що підвищило маневреність. Тіло акул в цілому виросло, це оцінили по довжині риб від рила до основи хвоста. Відповідно зросла і їхня м’язова сила, оцінена за влаштування м’язів і числом ударів хвостом на одиницю часу. В результаті акули навчилися швидше плавати — експерименти на сучасних хрящових показують, що зростання температури води справді робить їх найкращими плавцями.
Нарешті, акуляче переселення також призвело до зростання їхньої різноманітності в новому середовищі. Виникали інші форми, які активно освоювали доступні екологічні ніші. Таким чином вигляд більш флегматичних придонних риб, які можуть дозволити собі полежати на дні без ризику задихнутися, різко змінився. Виникли великі і агресивні суперхижаки, які живуть у постійному русі, які харчуються широким колом жертв.
Автори підкреслюють, що температурний чинник відіграв вирішальну роль еволюції акул і створив в сучасному вигляді. Результат може бути корисним, щоб передбачити стан популяцій акул за умов сучасного глобального потепління. Якому, втім, поки дуже далеко до крейдяного, що привів у дію швидкі еволюційні перетворення хрящових риб.
