Глубоководные рыбы приспосабливаются к самым экстремальным условиям на Земле. Новое исследование, посвящённое их эволюции, выявило одинаковую мутацию у видов рыб, которые эволюционировали в разное время, а также загрязнение глубоководных морей антропогенными загрязнителями.
Учёные взяли образцы рыб, обитающих в Марианской впадине в Тихом океане и в впадинах Индийского океана. (Источник изображения: Хан Сюй и др. (2025) Эволюция и генетическая адаптация рыб к жизни в глубоководных районах. Cell, том 188, выпуск 5, 1393–1408.e13. Получено с: https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.01.002 (CC BY 4.0))
По словам исследователей, рыбы, выживающие в экстремальных глубоководных условиях, развили одну и ту же генетическую мутацию, несмотря на то, что эволюционировали отдельно и в разное время.
Учёные также обнаружили промышленные химикаты в рыбе и в грунте в Марианской впадине, а это значит, что загрязняющие вещества, созданные человеком, могут достигать самых глубоких мест на Земле.
Глубоководные рыбы выработали уникальные приспособления, чтобы выживать в условиях экстремального давления, низких температур и почти полной темноты. Эти виды адаптируются к экстремальным условиям благодаря уникальным структурам скелета, изменённым циркадным ритмам и либо зрению, которое очень хорошо приспособлено к слабому освещению, либо другим органам чувств.
В новом исследовании, опубликованном 6 марта в журнале Cell, исследователи проанализировали ДНК 11 рыб, включая улиток, кусковых угрей и рыб-ящериц, которые обитают в зоне хадал — регионе глубиной около 19 700 футов (6000 метров) и ниже, — чтобы лучше понять, как они эволюционировали в таких экстремальных условиях.
Исследователи использовали подводные лодки с экипажем и дистанционно управляемые аппараты для сбора образцов на глубине от 3900 до 25 300 футов (от 1200 до 7700 м) под поверхностью воды в Марианской впадине в Тихом океане и других впадинах в Индийском океане.
Изучая эволюцию глубоководных рыб, исследователи обнаружили, что восемь изученных видов рыб попали в глубоководные условия в разное время: самые ранние, вероятно, попали в глубоководные условия в начале мелового периода (около 145 миллионов лет назад), в то время как другие попали туда в палеогеновый период (от 66 до 23 миллионов лет назад), а некоторые виды — совсем недавно, в неогеновый период (от 23 до 2,6 миллиона лет назад).
Несмотря на то, что все изученные рыбы, обитающие на глубине ниже 9800 футов (3000 м), появились в глубоководных местах в разное время, все они продемонстрировали один и тот же тип мутации в гене Rtf1 , который контролирует кодирование и экспрессию ДНК. Эта мутация возникала по меньшей мере девять раз в разных линиях глубоководных рыб, обитающих на глубине ниже 9800 футов, сообщил автор исследования Кун Ван, эколог из Северо-Западного политехнического университета, в электронном письме для Live Science.
Это означает, что все эти рыбы развили одну и ту же мутацию независимо друг от друга в результате воздействия одной и той же глубоководной среды, а не в результате общего эволюционного предка. Это показывает, насколько сильно глубоководные условия влияют на биологию этих видов.
«Это исследование показывает, что глубоководные рыбы, несмотря на то, что они происходят из совершенно разных ветвей эволюционного древа рыб, выработали схожие генетические адаптации, чтобы выживать в суровых условиях глубоководного океана — холодных, тёмных и с высоким давлением», — Рикардо Бетанкур, ихтиолог из Калифорнийского университета в Сан-Диего, который не участвовал в новом исследовании, рассказал Live Science в электронном письме.
Это пример конвергентной эволюции, когда неродственные виды независимо друг от друга развивают схожие черты в ответ на схожие условия. «Это яркое напоминание о том, что эволюция часто использует один и тот же ограниченный набор решений, когда сталкивается с похожими проблемами — в данном случае с адаптацией к экстремальным условиям глубоководного моря», — сказал Бетанкур.
Экспедиции также выявили антропогенные загрязняющие вещества в Марианской впадине и Филиппинском желобе. Полихлорированные бифенилы (ПХБ) — вредные химические вещества, которые использовались в электрическом оборудовании и приборах до их запрета в 1970-х годах, — загрязняли ткани печени морских улиток, как выяснили учёные.
Высокие концентрации ПХД и полибромированных дифениловых эфиров (ПБДЭ), огнезащитных химических веществ, использовавшихся в потребительских товарах до тех пор, пока они не потеряли популярность в начале 2000-х годов, были также обнаружены в кернах отложений, извлеченных с глубины более 10 000 м в Марианской впадине.