Адаптаційні можливості броньованих сомів: псевдоходьба по суші і сенсорна навігація в умовах пересихаючих водотоків
Автор: Влад Иващенко
Афіліація: НАН Україна
Ключові слова: броньовані соми, рух по суші, пересихання річок, сенсорні рецептори, адаптація, Loricariidae
Вступ
У контексті глобальних змін клімату та частішого виникнення сезонних пересихань прісноводних екосистем, питання виживання гідробіонтів набувають нової актуальності. Особливий інтерес становлять представники родини Loricariidae — так звані броньовані соми, які демонструють унікальні поведінкові та морфологічні адаптації до нестабільних умов водного середовища. Недавня публікація на порталі Pravda.Ru «Рыба с бронёй, как у танка, научилась ходить по суше: Амазонка раскрыла новый секрет эволюции» (2024) висвітлює одну з таких адаптацій — здатність до пересування по суші (рефлінг).
Метою даної статті є аналіз цих поведінкових механізмів, а також оцінка сенсорних систем, які забезпечують орієнтацію у відносно сухих умовах, що дозволяє цим рибам долати ділянки русел, що пересихають, та добиратися до нових водних артерій. Крім того, буде розглянуто значення цих адаптацій з еволюційної точки зору.
Матеріали та методи
Для аналізу використано: (1) дані щодо поведінки броньованих сомів при пересиханні русла; (2) результати молекулярної систематики субсімейства Neoplecostominae (в складі Loricariidae) як приклад внутрішньої різноманітності родини. Аналіз проведено шляхом якісного узагальнення наявних даних та порівняння поведінкових механізмів із відомими адаптаціями інших прісноводних видів.
Результати
Рухливість по суші («рефлінг»)
Згідно з повідомленням на ПРАВДА.РУ, деякі кільчасті (кольчужні) соми застосовують спосіб пересування по суші, який автори назвали рефлінгом («to ruffle» – перекочування).Механізм включає:
- Присмоктування рота до поверхні землі;
- Піднімання грудних плавників;
- Виконання перекатів за допомогою хвоста та брюшних м’язів.
Це дає змогу рибі «скочуватися» вперед, як «броньований шар», використовуючи тіло як катапульту. Така поведінка має очевидну адаптивну цінність: коли русло річки пересихає, ці соми змушені залишити водяне середовище, і здатність подолати ділянку суші до нового водотоку підвищує їх шанси на виживання.
Сенсорна навігація на суші
Автори повідомлення також вказують на те, що на шкірі цих сомів розміщені смакові рецептори, які дозволяють визначати вологість і напрямок руху до води. Таким чином, риба буквально «чує смак вологи» в повітрі, що допомагає їй орієнтуватися навіть у темряві.
Це цікава адаптація: у воді риби, як правило, орієнтуються за допомогою бокової лінії, зору, хеморецепторів, але для руху по суші потрібний новий набір сенсорних сигналів. Наявність рецепторів на шкірі, здатних реагувати на зміну вологості чи мікроклімату, — доволі рідкісне серед водних видів.
Морфологічні та систематичні аспекти
Молекулярно-систематичне дослідження субсімейства Neoplecostominae (відносно родини Loricariidae) показує, що родина має велику диверсифікацію і що філогенетичні зв’язки між видами ще не в повній мірі вивчені.
Зокрема, у статті Roxo et al. (2012) зазначено, що морфологічні й молекулярні дані вказують на те, що група броньованих сомів має складну історію адаптацій, що, ймовірно, пов’язано з переходами в різні гідрологічні режими — включаючи сезонні водотоки, що пересихають. Таким чином, поведінкові адаптації, описані вище, можуть бути лише частиною великої еволюційної картини.
Обговорення
Отримані дані дозволяють зробити кілька важливих висновків.
По-перше, поведінка рефлінгу у броньованих сомів свідчить про високий ступінь адаптації до нестабільних середовищ. У водотоках тропічних регіонів (наприклад, басейн Амазонка) сезонні зміни гідрології створюють сильний відбір на здатність фізично переміщатися між ізольованими водними артеріями. У цьому контексті здатність не тільки виживати у воді, але й долати сушу — конкурентна перевага.
По-друге, сенсорна навігація на суші (через смакові рецептори на шкірі) відкриває нову перспективу для дослідження: питання про те, наскільки така система поширена серед інших водних організмів, які змушені залишати воду, і які генетичні/фізіологічні механізми лежать в її основі. Це також має значення для розуміння еволюційного переходу водного → напівсухопутного середовища.
По-третє, морфологічна «бронь» (пластини або кісткові щитки) у цих сомів не лише служить захистом від хижаків чи абразії при контакті з піском/глиною, але може також відігравати роль у підтримці руху по суші та утриманні вологи.
Разом із тим існують питання, які потребують подальших досліджень:
- Які конкретні види броньованих сомів проявляють рефлінг? Наскільки широко це явище поширене — чи це поодинокі види?
- Яка фізіологічна межа (максимальна довжина ділянки суші, яку може подолати риба) і які фактори впливають (наприклад, вологість субстрату, температура, наявність укриттів)?
- Чи присутні генетичні маркери, що пов’язані з цією поведінкою — наприклад, підсилена експресія смакових/хеморецепторних білків на шкірі?
- Яким чином ця адаптація впливає на екологію виду: чи змінюється їх поведінка, час доби, вибір укриттів, конкуренція з іншими видами?
Висновки
Адаптація до пересихання водних середовищ стає критичною для багатьох гідробіонтів, особливо в тропічних регіонах. Броньовані соми родини Loricariidae, демонструючи здатність до пересування по суші через механізм рефлінгу та оснащені сенсорними рецепторами на шкірі для навігації, становлять цікавий приклад еволюційної інновації.
Ці поведінкові й морфофізіологічні особливості свідчать про складну адаптивну історію групи, і їх подальше вивчення може сприяти глибшому розумінню переходів між середовищами (водне → напівсухопутне) та фізіологічних меж виживання прісноводних організмів у мінливих гідрологічних умовах.
Список літератури
.
- Roxo, F. F., Zawadzki, C. H., Da Costa Silva, G. J., Chiachio, M. C., Foresti, F., Oliveira, C. (2012). Molecular systematics of the armored neotropical catfish subfamily Neoplecostominae (Siluriformes: Loricariidae). Zootaxa, 3390(1), 1–47.
- Roxo, F. F. et al. (2012). Morphological and molecular studies in the family Loricariidae: relationships among its members. Repositorio.UNESP.
