Травоядные рыбки-доктора из Эфиопии стали хищниками и это изменило их внешний вид

Тропические рыбки рода Garra — высокоспециализированные травоядные организмы, чьи челюсти расширились и преобразовались в скребки с острым режущим краем, что помогает им соскабливать водоросли (перифитон) с камней. Таким же образом они способны счищать мертвые частички с кожи человека, что облегчает симптомы псориаза, — именно поэтому некоторых представителей рода называют докторами.

«Когда популяции быстро увеличивают свою численность, часто возникает внутривидовая конкуренция. Ответом на нее может стать так называемая адаптивная радиация, при которой возникают формы, занимающие разные экологические ниши: кто-то ищет пропитание в толще воды, а кто-то — на поверхности, и так далее. Разделение пищевых ресурсов при совместном обитании — начальная стадия так называемого симпатрического видообразования. Оно нечасто встречается в природе, но дает ценные сведения о том, как появляются новые виды», — рассказывает первый автор статьи Александра Комарова, младший научный сотрудник Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН.

Ранее в реке Сор на Эфиопском нагорье (в бассейне Белого Нила) были обнаружены шесть форм родственника рыбки-«доктора», различающихся как по внешнему виду, так и генетически. Это довольно необычно: условия в горных реках очень переменчивы, и на первый взгляд предпосылок для появления какой-то новой специализации нет. В своей работе исследователи из Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН (Борок), Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН (Москва) и Череповецкого государственного университета (Череповец) раскрыли экологическую составляющую этого феномена.

Авторы измерили длину их кишечника, изучили его содержимое и проанализировали стабильные изотопы азота и углерода в белых мышцах, соотношение которых позволяет понять, чем питались животные. В итоге удалось установить, что рацион разных форм рыбок отличается: хотя изначально все представители этого вида питались водорослями, а затем появились всеядные и хищные формы.

У рыб, которые поедали водоросли, оказалось больше изотопов углерода-13, преимущественно накапливающихся в одноклеточных водорослях. Кишечник этих животных также оказался в 1,5–2 раза длиннее, чем у плотоядных сородичей, поскольку растительный корм дольше переваривается и лишь так удается обеспечить его эффективное усваивание. Внешний вид растительноядных и хищников тоже различался: у последних ротовой аппарат стал больше похож на широкую щель с замком, чем на скребок — так удобнее захватывать и удерживать плавающую добычу. Еще авторы обнаружили совершенно новую форму, никогда не отмечавшуюся среди рыбок-«докторов», и это несмотря на их широкое распространение от Юго-Восточной Азии до Западной Африки. Она обладает толстыми губами и, по всей видимости, возникла в результате скрещивания других совместно обитающих форм.

«Узкий специалист-соскребыватель рода Garra разнообразил свое питание, а в некоторых случаях полностью изменил его. В конкретной эфиопской реке это можно объяснить тем, что у рыбки-доктора не так много естественных врагов, да и конкурентов других видов тоже, а потому можно “расслабиться” и выйти из своей узкой ниши», — подводит итог руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Борис Лёвин, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН.