Почему у Немо 3 белых полоски? Биологи Взвешиваются

Коралловые рыбы известны своим большим разнообразием цветов и рисунков, каждый из которых более удивителен, чем следующий. Примеры включают в себя медную полосу рыбы-бабочки (Хелмон Ростратус имеет черный «глаз» на теле), синий запах (Paracanthurus hepatus) и триггерная рыба Пикассо (Rhinecanthus aculeatus), чье имя связано с узорами ярких цветов по бокам.

Одним из самых известных примеров коралловых рыб является рыба-клоун, которая снялась в анимационном фильме Pixar. В поисках Немо в 2003 году. Эта маленькая рыба, которая живет в симбиозе с морским анемоном, легко узнаваема благодаря ее ярко-оранжевому телу и широким белым полосам.

Несмотря на популярность и широкое распространение коралловых рыб, мы до сих пор не понимаем, почему у них такое множество и разные цветовые узоры. Точнее, как формируются узоры и какова роль цветов? Чтобы ответить на эти вопросы, исследовательская группа из обсерватории Банюль-сюр-Мер (Франция) и Университета Льежа (Бельгия) решила изучить рыбу-клоуна и его кузенов. Исследование было опубликовано в сентябрьском выпуске журнала за 2018 год. BMC Биология.

Немо, псевдоним Amphiprion ocellaris принадлежит к группе рыб-клоунов, в которую входят около 30 видов. Их цветовая гамма характеризуется желтым, оранжевым, коричневым или черным цветом с вертикальными белыми полосами, состоящими из светоотражающих клеток, называемых иридофорами.

Помимо других физических характеристик, виды рыб-клоунов отличаются количеством вертикальных белых полос. Таким образом, некоторые виды не имеют полос (Амфиприон Эфиппиум), только один (Amphiprion frenatus) или только два (Амфиприон себаэ). Amphiprion ocellaris Знаменитый Немо имеет три полосы. Чем можно объяснить разницу в количестве полос между этими видами?

Давайте посчитаем нашивки

Чтобы понять механизм, приводящий к разнообразию пигментных паттернов, мы сгруппировали каждый вид рыбы-клоуна по их количеству вертикальных полос. Генетический анализ, объединяющий эволюционную историю клоуна, показал, что у их общего предка было три белых полосы, и что во время их диверсификации линии клоуна последовательно теряли хвостовую полосу, затем полосу тела и, наконец, головную полосу, таким образом, давая четыре возможных комбинации:

• три полосы (голова, тело и хвост)
• две полосы (голова и тело)
• одна группа (одна голова)
• нет группы

Глядя на сложившиеся закономерности, становится ясно, что разнообразие ограничено: хотя видны четыре комбинации, перечисленные выше, биологические механизмы не позволяют видам иметь другие - например, одну полосу на хвосте.

И они уходят в сторону эволюции

Чтобы понять, почему некоторые комбинации полос не существуют у рыб-клоунов, мы рассмотрели развитие двух видов с двумя разноцветными рисунками в зрелом возрасте, A. ocellaris, который имеет три полосы, и A. frenatus, который имеет только одну полосу на голове.

Полосы в A. ocellaris появляются в четко определенном порядке при трансформации от личинки к молодому взрослому - сначала в голову, затем в тело и, наконец, в хвост. То есть в обратном порядке они исчезли для некоторых видов в процессе эволюции.

Смотрите также: Эта роботизированная рыба MIT изучит хрупкие коралловые рифы мира

Вторым удивительным наблюдением было то, что A. frenatus показывает то же развитие, что и A. ocellaris на личиночной стадии, с последовательным появлением трех белых полос от головы до хвоста, в то время как у взрослых особей есть только одна. Эти полосы затем теряются в обратном порядке, от которого они эволюционировали, от хвоста к голове.

Эти результаты позволяют предположить, что хронологическая потеря полос во время эволюции была ограничена последовательностью появления полос во время развития и что существует тесная связь между филогенезом (эволюционная история) и онтогенезом (индивидуальное развитие). Это приводит к гипотезе, что формирование полосы контролируется точным генетическим механизмом и зависит от переднезадней полярности рыбы. Эти механизмы еще предстоит открыть.

Наконец, для чего нужны нашивки?

Чтобы ответить на этот вопрос, мы сравнили разнообразие рисунков белой полосы, найденных в природных сообществах рыб-клоунов, с разнообразием, обнаруженным в сообществах, где разнообразие рисунков белых полос будет распределено полностью случайным образом. Благодаря этому моделированию мы смогли показать, что вероятность наличия видов рыб-клоунов с одинаковым количеством полос в одном и том же регионе была очень редкой.

Несколько экологических факторов могут влиять на это неслучайное распределение, и вполне вероятно, что количество белых полос позволяет видам рыб-клоунов узнавать друг друга. Это признание имеет важное значение в социальной организации этих рыб, которые живут среди анемонов, где могут сосуществовать несколько видов. И именно это признание позволяет Немо и его отцу найти друг друга на другом конце океана - счастливый конец для всех и каждого.

Эта статья была первоначально опубликована на французском языке.

Эта статья была первоначально опубликована в «Разговоре» Полиной Салис, Бруно Фредерихом и Винсентом Лоде. Прочитайте оригинальную статью здесь.