Новое исследование, проведённое биологами из канадского университета Брэндона (Brandon University),
добавило свидетельств в пользу гипотезы, утверждающей, что жабры
изначально понадобились рыбам не для того, чтобы извлекать растворённый
в воде кислород.
Питер Ромбо (Peter Rombough)
и его помощница Кларис Фу (Clarice Fu) предполагают, что эволюции жабр
способствовала необходимость поддерживать химический баланс с внешней
средой.
Объясним на простом
примере: если человек будет долго держать ладони или ступни в воде, то
они довольно скоро станут сморщенными, нечто похожее могло бы произойти
и с рыбой, если бы не было постоянного обмена ионами натрия и калия
между организмом и водой.
Именно
для этих целей рыбы могли "изобрести" и усовершенствовать жабры ещё в
древности. Но так уж исторически сложилось, что почти все ихтиологи (а
за ними и все остальные люди) придерживаются мнения, будто жабры нужны
прежде всего для экстракции из воды кислорода.
Новое
исследование предоставило первое прямое физиологическое доказательство
"второй" гипотезы. В качестве подопытного животного выступила радужная
форель (Oncorhynchus mykiss). Её личинки должны были показать,
какая активность появляется раньше – обмен кислородом или ионами (эти
данные свидетельствовали бы о том, что было эволюционно первичным).
Личинок
поместили в сосуд с двумя отделениями: в одном расположилась передняя
часть туловища, где развиваются жабры, во втором находился хвост.
Кларис измеряла уровни обмена ионами Na+ и кислородом.
К
пятнадцатому дню выяснилось, что жабры производили обмен ионами куда
более активно, нежели хвостовая часть туловища (а именно кожа). И лишь
спустя ещё 10 дней то же самое стало верно для обмена кислородом. Из
чего Ромбо и Фу сделали вывод — основной функцией жабр является всё же
обмен ионами натрия.
Грег Госс (Greg Goss),
биолог канадского университета Альберты, в целом соглашается с выводами
исследования, но также замечает, что его ещё больше убедили бы данные
по "включению" генов, отвечающих за два вида обмена.
А зоолог Пун-Пун Хван (Pung-Pung Hwang) из Китайской академии (Academia Sinica)
предлагает учёным повторить эксперименты с более древними рыбами,
например с осетрами (а ещё с рыбами, живущими в солёной воде), или
переключиться на миног.
Кстати, статья
авторов в Proceedings of the Royal Society B поднимает и ещё один
важный вопрос. Современные реки, моря и океаны загрязняются массой
отходов жизнедеятельности человека. Если уже на второй неделе жизни у
потомства рыб появляется восприимчивость к ионам металлов, например, то
они становятся гораздо более уязвимыми. Блокировка работы жабр может
привести к очень быстрому вымиранию рыб, ведь это то же самое, что
оставить личинки без кислорода.
Почитайте также о необычных способах употребления в пищу натрия, которые проявили муравьи и гориллы.