Обыкновенная золотая рыбка, крошечные пескари, излюбленная рыба в аквариуме тетра, знаменитый электрический угорь, огромный гигантский меконгский сом, который весит почти 700 фунтов, пиранья со скрежетом зубов, хорошо изученная рыба данио - все у этих рыб есть что-то общее. Помимо того, что они обладают особыми костными структурами, которые передают звуковые волны от плавательного пузыря к внутреннему уху, что дает им слуховые способности наравне с человеческими или даже превосходящие их, они являются членами Ostariophysi, надотряда костистых рыб, включающего более 10 300 особей. виды в 1 100 родах и 70 семействах.
Но хотя многие из этих видов хорошо известны, отношения более высокого порядка между ними до сих пор ставят ихтиологов в тупик.
«Нет единого мнения об эволюционных отношениях между этими основными линиями остариофизан, и различные исследования выявили почти все возможные варианты взаимоотношений между Gymnotiformes [электрический угорь и рыба-нож], Siluriformes [сомы] и двумя подотрядами. из Characiformes [карпов и гольянов]; вместе эти три отряда называются Characiphysi». - Чакрабарти и др., 2017
В статье, опубликованной в журнале Systematic Biology, исследователи, в том числе некоторые из самых известных специалистов в области ихтиологии из LSU, университетов и музеев США и Мексики, использовали высококонсервативные области геномов животных, называемые ультраконсервативными элементами (UCE)., чтобы собрать одну из самых известных Просанта Чакрабарти, первого автора исследования и куратора рыб в Музее естественных наук ЛГУ. «Мы не до конца понимаем их функцию или цель, но люди в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе и ЛГУ среди других мест начали использовать UCE, чтобы лучше понять глубокие отношения в более сложных частях Древа жизни."
Используя технологии секвенирования ДНК нового поколения, исследователи из ЛГУ и других стран приступили к работе над перерисовкой Древа Жизни для основных линий остариофизан. Их последняя статья в «Систематической биологии» устанавливает некоторые удивительные связи между харакообразными, отрядом лучеперых рыб, включая тетр и пираний, который является одной из наиболее спорно обсуждаемых групп в систематике рыб. Чакрабарти и его коллеги обнаружили, что, несмотря на некоторую схожую морфологию, рыбы двух подотрядов Characiformes Citharinoidei и Characoidei более тесно связаны с другими кладами остариофизан, чем друг с другом.
«Основные отношения этих двух групп, харацинов и цитариноидов, не показывают их как ближайших родственников друг друга», - сказал Чакрабарти. «Это зубастые серебристые рыбы, и мы обнаружили, что харациновые (включая тетр) более тесно связаны с сомами, чем с цитариноидами. Мы пришли к выводу, что харакообразные парафилетичны или что они имеют более чем одно происхождение. Можно было бы предположить, что пираньи и африканские тигровые рыбы имеют близкое родство, просто взглянув на них, но черты, которые, как считалось ранее, объединяли их, на самом деле возникли в результате конвергенции, а не общего происхождения».
Выяснение того, как виды на дереве Ostariophysi связаны друг с другом, может помочь исследователям лучше понять, как эта группа, которая включает больше видов, чем птиц или млекопитающих, и включает животных, которые общаются с помощью электричества, звука и феромонов, была настолько успешной.. Использование знаний об отношениях внутри этой группы рыб, которые эволюционировали на древнем суперконтиненте Гондвана, также может помочь нам лучше понять, как Индия, Мадагаскар, Австралия, Антарктида, Африка и Южная Америка когда-то были частью единого массива суши, который распался на части. Отношения между видами могут многое рассказать нам о древней географии и других условиях окружающей среды.
«Это была, пожалуй, самая сложная статья, над которой я когда-либо работал», - сказал Чакрабарти.«Работа со многими сотрудниками заняла более четырех лет. Остариофизы - особая проблематичная для понимания группа рыб не только из-за их размера и распространения на всех континентах, но и потому, что они эволюционировали более 100 миллионов лет назад - и, по-видимому, согласно нашей работе и работе других, происхождение основных групп произошло очень быстро. Мы надеялись, что UCE смогут разделить отношения каждой из основных линий."
Одним из самых сложных аспектов исследовательского проекта был анализ огромного количества данных секвенирования, собранных из образцов рыб, представляющих более 30 видов, собранных со всего мира Американским музеем естественной истории и лабораторией Чакрабарти в ЛГУ. Музей естествознания. Но тяжелая работа имеет свои награды. На этой неделе новое Ostariophysi Tree of Life Чакрабарти и его коллег сделало обложку Systematic Biology с обложкой, разработанной исследователем птиц Музея LSU Субиром Шакья, также талантливым научным иллюстратором и художником.