Нове середовище існування для живих істот — це, перш за все, нові екологічні можливості. Вид, що заселив незнайому зону, може швидко розподілитися по різним нішам, диверсифікуватися та надовго закріпитися там. Так, наприклад, сталося з цихлідами.
У недавньому дослідженні біологи виявили у цих риб «ген цікавості». Він дозволив цихлідам більш ніж успішно розселятися в африканському озері Танганьїка, яке за обсягом є третім у світі. Досить сказати, що їх там близько 250 видів.
Але не кожне середовище настільки комфортне і вільне. Океан глибше кілометра, де починається батипелагічна зона, є досить суворим місцем. Там відсутнє сонячне світло, холодно — температура води не перевищує 4°C, тиск досягає сотень атмосфер, і майже нічого немає.
В таких недружніх умовах живуть морські черти, вони ж удильщикообразні (Lophiiformes). Їх нараховується понад 350 видів, а чотири з п'яти підрядів мешкають на морському дні. Єдиний підряд — глибоководні удильщики (Ceratioidei) — живе в товщі Світового океану на глибині до трьох кілометрів.
Від інших мешканців океану удильщиків відрізняє характерна «удочка» зі світловою приманкою і яскраво виражений статевий диморфізм: самці буквально паразитують на самках. Варто зазначити, що в процесі еволюції ці риби набули всевозможні форми тіла: кулясті, плоскі, витягнуті і зовсім унікальні, як, наприклад, у каулофринів.
Існує кілька гіпотез, що пояснюють таке різноманіття — неясно, як удильщики колонізували глибоководне середовище? Чи було воно перешкодою чи стимулом? Яким був спосіб життя їх предка? Відповіді на ці питання намагалася знайти міжнародна група біологів. Вони провели найбільший філогенетичний аналіз морських чертей і виявили ймовірного предка цих риб, а також розкрили деталі їх еволюційного розвитку. Результати опубліковані в журналі Nature Ecology & Evolution.
Вибірка складалася з 132 видів морських чертей (тобто 37,8% від усього різноманіття ряду) — геномні дані охопили 20 з 21 родини цих риб. Окрім 152 сучасних особин, з яких науковці виділили ДНК, вони спиралися на вузлові викопні таксони і калібрували філогенетичне дерево за геологічними маркерами. Загалом автори статті побудували вісім еволюційних дерев.
Шість з них показали, що удильщикообразні з'явилися 92-61 мільйонів років тому, у крейдяному періоді (145-66 мільйонів років тому). Найбільш цікава група глибоководних удильщиків відокремилася, за різними версіями, або в палеоцені, приблизно 58 мільйонів років тому, або в пізньому еоцені — 40-34 мільйони років тому. Такий розкид, як підкреслили науковці, говорить про те, що перехід у глибоководне середовище не був пов'язаний з геологічними процесами.
Найбільш ймовірний предок цих удильщиків мешкав на морському дні на різних глибинах. Це спростовує гіпотезу, що глибоководні види перебралися в батипелагиаль з мілководдя. Судячи з усього, було навпаки: вони піднялися з бентосної зони.
Також усереднена модель усіх реконструкцій допомогла виявити, що освоєння нового середовища призвело до пошуку нових і незвичайних будов: у удильщиків збільшилися щелепи, зменшилися очі, тіло зжалося з боків, активно змінювалася форма черепа, а у деяких видів голова стала величезною.
«Ідея про те, що бідна ресурсами однорідна середа — наприклад, оточена з усіх боків тільки водою — може породити різноманіття форм тіла і черепа, дійсно контринтуїтивна в цій області. Коли рибам доводиться взаємодіяти з різними об'єктами, такими як корали і рослини на мілководді, пісок і каміння на морському дні, саме тоді ми очікували б від риб великого різноманіття форм. Натомість спостерігаємо його у глибоководних видах, яким немає з чим взаємодіяти, окрім води», — зазначила Роза Фоше, співавтор статті та співробітниця факультету біологічних наук в Університеті Райса (Х'юстон, Техас, США).