Исследователи из Университета Торонто изучили эволюционный переход ранних предков китов от жизни на берегу к добыче пищи в открытом море. Исследование показало, что общий предок современных китов уже был глубоководным ныряльщиком, способным видеть в синей сумеречной зоне океана. Его глаза быстро приспосабливались к тусклым условиям, когда кит устремлялся вниз, вдохнув воздух на поверхности.
Киты произошли от млекопитающих, которые имели общего предка с бегемотами и были частично водными. Ученые изучили окаменелости китов на молекулярном уровне и сосредоточились на белке родопсине, который поглощает свет и посылает сигнал, который проходит через сетчатку в мозг.
С помощью компьютерного моделирования исследователи изучили данные о различных белках родопсина у живых китов и родственных им млекопитающих. Анализ выявил последовательность гена, представляющую родопсин, обнаруженный у общего предка всех ныне живущих китов. Исследователи экспрессировали этот ген в выращенных в лаборатории клетках, чтобы «воскресить» предсказанный белок и экспериментировать с очищенными образцами.
Горбатый кит ныряет под воду
Ученые отмечают поразительные биохимические отличия «воскрешенного» белка по сравнению с аналогом у наземных млекопитающих. Ранний китовый родопсин был в разы более чувствителен к синему свету, проникающему глубже всего в океан. Его биохимические свойства также свидетельствовали о том, что сетчатка ранних китов могла быстро реагировать на изменения уровня освещенности.
Ранние киты в конечном итоге превратились во многие виды зубатых и усатых китов, существующих сейчас. По мере эволюции отдельные виды китов занимали экологические ниши на разных уровнях моря и даже в пресноводных реках, говорят авторы работы. В процессе эволюционной адаптации некоторые из них поднимались на поверхность с ранних глубоких уровней, чтобы охотиться ближе к поверхности, другие специализировались, чтобы стать еще более экстремальными ныряльщиками.
Удивительно, что теперь мы можем получить такой уровень понимания образа жизни давно вымершего организма, просто проводя лабораторные эксперименты с одним белком. Воскрешение белков предков — это невероятно мощный способ выяснить, как эволюционировали древние организмы, о которых большинство людей не знает.
Сара Дунган, исследователь и соавтор работы
