Фильм «Челюсти» породил к акулам большой интерес, двоякого свойства. С одной стороны, эти хищные рыбы незаслуженно обзавелись славой жестоких убийц людей, с другой же, ученые стали куда более активно изучать столь интересных представителей фауны. Оказалось, что акулам есть чем удивлять нас помимо своего аппетита! Самые древние представители надотряда существовали на планете еще 450 миллионов лет назад, а всего их более 500 видов. Среди удивительных открытий оказалось то, что у акул и костей то нет! А ведь самый крупный представитель отряда, китовая акула, может достигать длины в 10 метров! Давайте разбираться.
Содержание статьи
Из чего состоит скелет акулы?
Акула относится к классу хрящевых рыб, что определяет структуру ее скелета. Его осевая основа – это не кость, как у обычных костных рыб, а хрящевая ткань. Более того, другие отделы скелета – череп, парные конечности и непарные плавники тоже не являются костями. Тот же череп – сплошная хрящевая коробка.
Но чем же тогда являются зубы? Вы удивитесь, но зубы, что у человека, что у акулы тоже не являются костями! Зубы состоят из дентина, а родоначальником крепкой зубной ткани акул выступила видоизмененная плакоидная чешуя. И эти образования настолько твердые, что не уступают ни в чем костям. Зато зубы могут, будучи потерянными в ходе охоты, смениться со временем новыми. А некоторые виды акул вообще имеют несколько рядов зубов.
Скелет белой акулы. br = жаберные дуги; co = коракоидный хрящ; hy = подъязычная кость; md = нижняя челюсть; ph = шиловидные хрящи; su = челюстной подвесок
Особенности акул
По свой генеалогии эти рыбы вообще ближе к плоским скатам, чем к другим рыбам традиционной формы. Скаты тоже входят в класс хрящевых рыб. Помимо отсутствия костного скелета представители этой группы отличаются еще и отсутствием плавательного пузыря. Но отрицательная плавучесть компенсируется огромной печенью, тем самым хрящевым скелетом и плавниками. Хрящи не такие плотные, как кость, а в печени скапливается жидкий углеводород под названием «сквален».
И двигаются акулы, не давая себе времени на сон, вовсе не из-за необходимости не тонуть. Движение – отличный способ заглатывания воды для дыхания. Но при этом далеко не единственный. Некоторые акулы спят на дне и даже во время движения, возможно, поочередно отключая полушария мозга.
Почему у акул нет костей?
Современные научные методы позволяют узнать о живых существах и их происхождении много нового. Например, секвенирование ДНК дало много ответов о происхождении тех или иных групп живых существ и их эволюции. В свое время в журнале Nature появились результаты шестилетнего исследования хрящевых рыб научными из Сингапура, Германии и США.
В качестве главного подопытного была взята даже не какая-то из акул, а ее дальний родственник — хоботнорылая химера (Австралийский каллоринх). Ее геном не слишком велик и хорошо подходит для изучения. Да и сам этот вид практически не изменился за миллионы лет эволюции. С помощью секвенирования гена живого ископаемого ученые пытались понять, почему же у акул, в частности, нет костей в эндоскелете. И ответ был найден довольно точный – химера оказалась лишена генов, отвечающих за выделение особых белков, связывающих кальций и превращающих кальций в кость. У других позвоночных удвоение этих генов в процессе эволюции позволило заполучить костный скелет. У некоторых костных рыб отмечается минерализация костей и редукция скелета, что связано как раз с ослаблением этих генов. Но у хрящевых рыб их изначально и не было. Так что свои кости акулы не утратили с эволюцией, а просто даже и не получили их от природы.
Также у химеры не нашлось в иммунитете Т-хелперов (Т-лимфоциты, главной функцией которых является усиление адаптивного иммунного ответа). А ведь эти клетки отвечают за развитие приобретенного иммунитета, помогая распознать чужеродные молекулы сторонних бактерий и вирусов, регулируя вместе с тем поведение защиты организма. Без Т-хелперов хрящевые рыбы фактически живут с иммунодефицитом, но при этом существуют долго и каким-то образом противостоят болезням. И это – одна из загадок акул, их иммунитет действует необычным для млекопитающих способом, возможно ли будет его задействовать для людей – пока неясно. А пока же вытяжки из хрящей акул и тот же сквален являются модными медицинскими средствами.
Исследования показали, что химеры к тому же еще и одни из самых медленно эволюционирующих существ. Они вполне могут считаться точкой отсчета эволюции позвоночных. На очереди секвенирование генома скатов и акул, что позволит уточнить генетическую историю столь необычных хрящевых рыб.