Думайте о них как о очень больших паразитах. Небольшая группа рыб - возможно, самых умных хищных травоядных в мире - питается чешуей других рыб в тропиках. Подход разных видов различается: одни вонзают свои тупые носы в бока других рыб, чтобы добыть отслоившуюся чешую, в то время как другие широко раздвигают челюсти, чтобы отрывать чешую зубами.
Команда под руководством биологов из Лабораторий Фрайдей-Харбор при Университете Вашингтона пытается понять этих питающихся чешуей рыб и то, как эта странная диета влияет на эволюцию их тела и поведение. Исследователи опубликовали свои результаты 17 января в журнале Royal Society Open Science..
«Мы ожидали, что с этой специализированной нишей поедания чешуи вы получите специализированную морфологию. Вместо этого вы получите мозаику стратегий для конечной цели поедания чешуи», - сказал ведущий автор Мэтью Колманн, постдокторант в Friday Harbour Laboratories.
"Эта ниша имеет скрытую сложность, и это еще одна история о невероятном разнообразии жизни на Земле."
Исследователи сравнили два вида рыб-пираний - один, который питается чешуей только в молодости, а другой питается чешуей всю свою жизнь, - и два вида харациновых рыб, широко известных как тетры, с похожими привычками в еде, пираньи. Они обнаружили, что все четыре чешуеядных значительно различались по форме тела и стратегии питания.
Пиранья, питающаяся чешуей всю свою жизнь, по имени Catoprion Mento, как правило, живет в одиночестве. Когда он охотится, он подплывает к своей добыче, открывает свою большую челюсть, как Джей Лено, на 120 градусов и отрывает крупную чешую от других рыб. Эти пираньи могут одновременно переносить почти дюжину крупных рыбьих чешуек в своих желудках; это все равно, что человек проглатывает дюжину блинчиков за один укус.
Напротив, рыба-харацин, наиболее похожая на пиранью по истории жизни и предпочтениям в еде, получает пищу совершенно другим способом. Туполицая рыба, называемая Roeboides affinis, имеет зубы на носу и упирается мордой в других рыб, пожирая чешую, отлетающую от силы удара.
Исследовательская группа собрала данные с помощью КТ-сканирования образцов каждой рыбы разного возраста в лабораториях Фрайдей-Харбор на острове Сан-Хуан. Используя контрастное окрашивание йодом, они смогли изучить внутреннюю анатомию четырех видов, чтобы лучше понять, какие черты характерны для рыб, использующих такую редкую стратегию питания.
Разительные различия в форме челюсти и головы в сочетании с тем, как каждый из них предпочитает охотиться, показывают большое разнообразие среди небольшого числа видов, которые эволюционировали, чтобы питаться чешуей, обнаружили исследователи.
«Это исследование было бы чрезвычайно сложно провести без компьютерной томографии», - сказал соавтор Джонатан Хьюи, студент бакалавриата Университета Вашингтона, специализирующийся на водных и рыбных науках. «Мы смогли посмотреть на фрагменты изображения с трех разных точек зрения и смогли более точно определить и измерить определенные элементы, такие как челюстные кости».
Около 50 видов рыб относятся к щитоядным, и все они обитают в тропиках. Предыдущие исследования показали, и компьютерная томография подтвердила, что рыбы способны переваривать чешуйки целиком. Считается, что слизь, выстилающая внутреннюю часть каждой чешуи, привлекает рыб, но могут быть и другие причины, по которым они предпочитают всю чешуйку, сказал Колманн.
Большая часть сканирования пираний и харацинов была завершена прошлой весной во время курса бакалавриата по морской биологии в лабораториях Фрайдей-Харбор. Хьюи, в то время учащийся в классе, и другие соавторы просканировали рыб из коллекций по всей территории США, а затем тщательно измерили ряд признаков, важных для кормления, таких как острота и форма различных зубов..
Завершенные сканы присоединяются к растущей онлайн-библиотеке 3-D цифровых копий рыб, впервые созданной Адамом Саммерсом, соавтором и профессором Friday Harbour Laboratories, с целью создания хранилища с открытым исходным кодом для исследователей и широкая публика, чтобы узнать обо всех рыбах на Земле.
Соавтор Кори Эванс, научный сотрудник Университета Миннесоты, и Колманн задумали этот проект, когда они оба обнаружили редкую рыбу, питающуюся чешуей, в своих полевых проектах с участием различных видов рыб в Амазонке.
Колманн продолжит изучать эволюцию и модели питания пираний на своей новой должности в Университете Джорджа Вашингтона, где он будет иметь доступ к рыбным коллекциям Смитсоновского института.