Як кити і дельфіни прийшли в океан: теорія еволюції

Нове дослідження показує, що геноми китоподібних, до яких відносяться дельфіни і кити, істотно змінилися, аби дозволити цим тваринам переходити із наземного у водне середовище.

Хоча китоподібні виглядають як риби і точно так же, як риби, живуть у водному середовищі, насправді вони є водними ссавцями. Тому вони в багатьох відносинах ближче до наземних хребетних тварин.

Дослідники з інституту Макса Планка в Дрездені та Університету Каліфорнії у Ріверсайді з'ясували, що китоподібні пішли від наземних предків близько 52,5 мільйона років тому і з часом від життя на суші перейшли до водного проживання. До такої радикальної зміни ця група ссавців поступово адаптувалася, розвиваючи різні біологічні особливості, які відповідають вимогам підводного життя.

Автори дослідницької роботи, яка з'явилася в журналі Science Advances, пояснюють, що цей перехід частково став можливим тому, що у дельфінів, китів та інших китоподібних протягом тисячоліть певні гени стали неактивними.

Як же геноми китоподібних адаптувалися до того, щоб вони змогли жити під водою? Аби це з'ясувати, вчені дослідили 19 769 генів у 62 різних видів ссавців. Щоб точно ідентифікувати гени, які були інактивовані під час переходу від суші до води, експерти використовували секвенований геном звичайного бегемота, який є найближчим живим родичем китоподібних.

Таким чином команді вдалося виявити 85 «втрачених генів». Дослідники пояснюють, що один з інактивованих генів відіграє роль у секреції слини. Хоча слина допомагає ссавцям, що мешкають на суші, змащувати і пом'якшувати їжу, а також стимулювати процес травлення за допомогою специфічних ферментів, вона стала непотрібною водним ссавцям, оскільки у них цю «роботу» почала виконувати вода.

Виявляється, що китоподібні також втратили всі гени, які дозволяють ссавцям синтезувати мелатонін – гормон, що допомагає регулювати цикли сну і неспання.

У ссавців, які мешкають у воді, ця втрата, можливо, призвела до розвитку сну іншого типу, при якому тільки половина мозку відпочиває, тоді як інша половина залишається насторожі. Цей механізм дозволяє китоподібним плавати на поверхні або виробляти більше тепла, якщо це необхідно.