Учёные наконец разгадали эволюционную загадку кальмаров и каракатиц, которая не давала покоя исследователям на протяжении многих десятилетий. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Ecology & Evolution, впервые построило полное эволюционное дерево этих существ на основе геномных данных почти всех основных групп.
Работу провели специалисты Университета науки и технологий Окинавы совместно с международными коллегами в рамках пятилетнего проекта Aquatic Symbiosis Genomics Project при поддержке Института Сэнгера. В новое исследование вошли три ранее не расшифрованных генома кальмаров в дополнение к уже существующим базам данных.
«Кальмары и каракатицы — удивительные существа, однако изучение их эволюции традиционно было сопряжено с большими трудностями. Вопросом их происхождения занимались на протяжении десятилетий, и многие исследовательские группы предлагали различные гипотезы. Имея новые геномные данные, мы смогли разрешить часть загадок, связанных с их происхождением», — пояснил первый автор исследования доктор Густаво Санчес.
Анализ показал, что крупные группы десятируких головоногих разошлись примерно 100 миллионов лет назад — в середине мелового периода. Затем, около 66 миллионов лет назад, произошло массовое вымирание, уничтожившее около трёх четвертей всех видов на Земле, включая динозавров. Исследователи предполагают, что предки современных кальмаров и каракатиц пережили катастрофу, укрывшись в небольших богатых кислородом зонах глубокого океана.
«Поверхность океана в то время была крайне враждебной для головоногих. Интенсивное закисление воды на мелководье разрушало их раковины, поэтому сохранение этой структуры на протяжении всей эволюционной истории служит доказательством их глубоководного происхождения», — объяснил Санчес.
После восстановления экосистем, когда вдоль побережий заново сформировались коралловые рифы, многие виды мигрировали на мелководье. Именно тогда и началось стремительное видообразование. «После первоначального расхождения линий в меловом периоде мы не наблюдаем активного ветвления на протяжении десятков миллионов лет. Однако в период восстановления после массового вымирания внезапно происходит взрывное разнообразие видов. Это пример модели «длинного запала»: период ограниченных изменений, за которым следует взрыв разнообразия», — отметил учёный, сообщает SciTechDaily.
Отдельный интерес вызвал улитковый кальмар Spirula spirula с характерной спиральной раковиной. Ранее из-за строения этой раковины ряд учёных ошибочно относил его к ближайшим родственникам каракатиц. Геномный анализ опроверг это предположение и расставил всё по своим местам.
Изучение геномов этих существ — задача нетривиальная: размер генома кальмаров и каракатиц может вдвое превышать человеческий. Для работы требуются передовые технологии секвенирования, мощные вычислительные ресурсы и свежий генетический материал, добыть который из обитателей глубин зачастую крайне непросто.
По словам руководителя лаборатории профессора Дэниела Рокшара, полученные данные открывают широкие возможности для изучения уникальных особенностей этих животных — от динамического камуфляжа и появления новых органов до сложной нервной системы, обеспечивающей их удивительное поведение.
