2003. aastal lahvatas Leo Smith sametkala. Kansase ülikooli evolutsioonibioloog Smith üritas välja selgitada posti teel näksitud kalade vahelisi seoseid - tellimust, mis sisaldab nii sammalkalade, kui ka herilaste, kivikalade ja kurikuulsate lõvide kala. Kui ta sametkala ülemise lõualuu juurde jõudis, taipas ta siiski midagi kummalist - tal oli raskusi kõri luu eemaldamisega.
“Tavalise kala peal on natuke sidekoe ja ülemise lõualuu ning selle luu vahel saate skalpelliga tera töötada, ” meenutab Smith, kelle töö keskmes on kalade mürgi ja bioluminestsentsi areng. „Mul oli just jube aeg seda eraldada. Kui ma lõpuks selle eraldasin, märkasin, et seal on see asi, mis on kõik pontsakas ja auklik ... just siis tabas mind see, et see pidi olema mingi lukustusmehhanism. "
Kui aus olla, siis enamus sametkalu meenutavad juba okkalisi, blobedaid mutante, nii et lisavarras pole tegelikult nii ebatavaline. Kuid arvestades, et Smith on aastaid õppinud postijuustudega kalu ( Scorpaeniformes ) - tellimust, mis saab selle üldnime igast põsest leitud luuplaatidest - võiksite arvata, et ta oleks juba varem märganud massiivset, lukustavat silmatilku. Ta polnud seda teinud. Tema ja ta kolleegid dubleeriksid seda kummalist uut avastust “nõtke sabaks”.
(FYI: Lachrymal on pärit ladinakeelsest sõnast “pisar”. Kuigi kalad ei saa nutta, on see siiski silmakontuuri moodustava luu tehniline nimi.)
Smith ja tema kaasautorid Ameerika Ihtüoloogide ja Herpetoloogide Seltsis kirjeldavad seda ebatõenäolist silmatilku esimest korda ajakirjas Copeia - ja isegi teatavad ühest, mis helendab roheliselt, ja pisut silmavalgust. Autorid ei oska veel täpselt öelda, mis lisas on. Kuid nad väidavad, et sellel on potentsiaali Scorpaeniformes'i evolutsioonipuu põhjalikuks ümberkorraldamiseks, muutes seda, mida me nende väga mürgiste kalade kohta teame.
Leid tõstatab ka küsimuse: kuidas kuradil hõõguvat, lukustavat mõõgataolist lisandit nii kaua eirati?
Kruusasse on maetud kivikala liik, täpiline nõmm (Inimicus sinensis). (Leo Smith) Kiviktaimlast on lihtne mööda vaadata. Oma nimele tõepoolest sarnanevad nad kivimitega, munakividega kaetud välispindadega, mis peegeldavad veealust killustikku või korallitükke. Kuid astuge ühele ja te ei unusta seda kunagi.
Meredes on rohkem mürgiseid kalu kui maismaal - või tõepoolest, kui kõiki mürgiseid selgroogseid koos -, kuid kivikala on üks planeedi mürgisemaid. Kui üks neist merekoletistest lüüakse, võib ta end õnnetult ohvriks pannes tunda, nagu „lööksite haamriga varbale ja hõõrutaks siis uuesti ja uuesti küüneviiliga.” Kuigi see pole aeg-ajalt, on sukeldujad isegi pärast surma selline kohtumine.
Kivikalad ja nende nõod on ka kamuflaažis imelised. Mõni kasvatab selja peal vetikaid ja hüdroiidiaedu, teised saavad soovi korral värvi muuta ja ühel, peibutusskorpionil, on seljaosas peibutis, mis sarnaneb pisikese ujuva kalaga. Peamiselt kogu Indo-Vaikse ookeani troopilistes vetes leiduvad tähelepanuväärsed olendid kasutavad oma maskeeringuid varitsusloomuks ja väldivad ise lõunasöögiks saamist.
Kuid nende kalade ainulaadne aspekt - kaelussõõr - oli kuidagi kahe silma vahele jäänud. Ja kuigi see pole Tähesõdade valguskaabel ega Sõrmuste Isanda tera, võib see mõõk olla midagi veelgi muljetavaldavamat. Pange pilt kala silme all keerukale selgroole, mis töötab nagu põrk ja käpp, külgsuunas lukustudes nagu kaks teravat käsi. "Nad ei liiguta isegi ise mõõka, " ütleb Smith. "Nad nihutavad lukustatud mehhanismi kaudu sellega ühendatud luu ja lukustab selle pöörlemise just siis."
Vähemalt ühes liikis - herilaskesest tõug Centropogon australis - helendab saber biofluorestsentsi roheliselt roheliselt, ülejäänud kala aga helendab oranži-punast värvi teatud valguse käes.
Washingtoni ülikooli biomehaanik ja kalaspetsialist Adam Summers üritab praegu CT-ga skannida kõiki 40 000 kalaliiki. Summers, kes hiljutises uuringus ei osalenud, on skanninud juba 3052 liiki ja 6 077 isendit, uurides aastaid paljusid posti teel näksitud kalu. Ja ta pole kunagi mõõka märganud.
“Erektsioonikaitse kalades on tõesti tavaline, ” ütleb Summers, kes oli ka Pixari raamatute Finding Nemo ja Finding Dory teaduskonsultant. Ta ei pea silmas kalapeenisi, vaid anatoomilisi kaitsemehhanisme, mis ilmnevad teatud liikide stressi või ohustamise korral. "Kui olete kunagi kala püüdnud ja proovinud selle konksult maha tõmmata, teate, et seljaaju seljad on püsti ja nad võivad elava jama teie seest välja lüüa, " sõnab Hess, "kuid me jätsime silma all oleva selja. —Sort silmakoobas - on üsna hull. ”
Et teha kindlaks, kas need kalad on tõepoolest kaugemale suguluses, kasutasid uue uuringu teadlased leidude kinnitamiseks DNA järjestust. Vaadates 5280 joondatud nukleotiidi ja kasutades kontrollina 12 rühmast, ehitasid nad fülogeneetilise või evolutsioonipuu. Kui puu on käes, selgitab Smith, on olemas meetodeid, mida nimetatakse esivanemate tegelaskuju rekonstrueerimiseks ja mis võimaldavad meil jälgida, millal tegelased arenevad. Ja see võib aidata bioloogidel ühendada kalade rühm, mida varem arvati olevat eraldi perekonnad.
"Scorpaeniformes'ide taksonoomia on ajalooliselt segane, " selgitab Smith. „Skorpionkala ja kivikala suhted on olnud tõesti probleemsed ning sellesse rühma on kuulunud palju peretasemelisi nimesid, mis on dramaatiliselt puhastatud, kui neid rühmi käsitletakse kahe peamise suguluslinna, mitte 10 traditsioonilise perekonna all. Nüüd on see palju puhtam ja nõtke saba olemasolu võib kaks muudetud perekonda täielikult eraldada. ”
Põllumuuseumis lihasöövate mardikate skeletondatud munarakuline herilane (Apistus carinatus). (Leo Smith) Esmakordselt velvetkala lahtivõtmisel ei saanud Smith aru, mida ta vaatas. "Ma arvasin, et need on justkui keerukamad või kergemad, " ütleb ta. “Nendel kaladel on palju selgroogu ja konarusi peas. Nii et ma olin selline: "Oh, need [kõhnused] on omamoodi huvitavamad." "
Smith veetis aastaid kala luustiku ja eluskalade uurimisel, et teha kindlaks, kui laialt levinud see saba oli. Õnneks on tal Kansase ülikooli bioloogilise mitmekesisuse instituudi kuraatorina ligipääs maailma suurimasse kalandusnäidiste raamatukokku.
Paljud neist kaladest valmistati meetodil, mida nimetatakse "puhastamiseks ja värvimiseks", milles teadlased kasutavad lihaste ja muude pehmete kudede lahustamiseks vedela formaldehüüdi ja maoensüümi trüpsiini segu. Tulemuseks on selge skelett punaste toonidega luude ja sinise kõhrega, nagu vitraažil. Selle tehnika abil on lihtne selgroogsete luustiku struktuure uurida.
"Inimesed, kes uurivad kalu tähelepanelikult, töötavad sageli surnud konserveeritud kaladega ja sellised tõeliselt lahedad asjad ei tööta loomal, kes pole liikuv, " ütleb Summers. Sellegipoolest on väga-väga lahe seda leida ja siis aru saada, et see on tervet rühma kala ühendav tegelane.
Smith pole kindel, miks kaladel see omadus välja kujunes. Ilmselge eeldus on, et see on kaitsev, kuna prognoositavad selgrood laiendavad pea laiust, muutes kala raskemaks neelata ja tõenäolise röövlooma torgamiseks tõenäolisem. Sarnased kaitsemeetmed on olemas: näiteks süvamere laternaharil on seljaseljal hõõguvad tulesämblikud, mida arvatakse kaitsvat röövloomade eest. Kuid Smith ei ole näinud kaelakujulist saberi kaitseotstarbeliselt, välja arvatud fotodel, kus posti teel näksitud kalad söövad.
"Ma asusin selle juurde, eeldades, et see oli röövloomavastane ja keeruline anatoomiline asi, mis nii kasvas, ja nüüd, kui iga päev jätkub, hakkan seda üha enam kahtlema, " räägib Smith. "Osa sellest on see, et ma ei saa kunagi rumalaid asju teha ... Ma mõtlen, et te mõtleksite, kui see oleks lihtsalt röövloomavastane, kui ma tanki põrutaksin, siis nad viiksid nad kohe välja." Tema sõnul on teine võimalus: et see võib olla kaaslaste meelitamiseks, ehkki ta juhib tähelepanu sellele, et mõlemal soo esindajal on mõõgad.
Teisisõnu, praegu on silmaümbrus endiselt mõistatus.
Aastal 2006 leidis Smith Ward Wheeleriga, et enam kui 1200 kalaliiki on mürgine, võrreldes varasemate hinnangutega 200. Ta ajakohastas seda arvu kümme aastat hiljem vahemikus 2386–2962. Samuti töötas ta PLOS-i ühe paberi juures koos väljapakutud ihtiüoloogidega. Matt Davis ja John Sparks näitasid, et bioluminestsents arenes merekalade sugupuudes 27 korda. Ta muutis isegi liblikate taksonoomiat.
Selle uue leiuga võis Smith jälle häirida seda, kuidas me kalade suhetest mõtleme, ütles Minnesota St. Cloud State'i ülikooli bioloogia abiprofessor Sarah Gibson, kes uurib triassilisi kalu. "Ma arvan, et see on üsna oluline, suur uuring, " ütleb ta. „Rühma evolutsiooniliste suhete tundmine võib tõesti mõjutada meie arusaamist kalade evolutsiooniajaloost üldiselt.“ (Gibson töötas oma väitekirja tehes Smithiga, kuid ei kuulunud hiljutisesse uuringusse.)
Kivialade evolutsiooni mõistmine on nende kaitse võti, lisab Summers. "Te ei saa midagi säilitada, kui te ei tea, kes see on, " ütleb ta. Lakrüümse saba müsteerium on huvitav küsimus, mida tasub käsitleda ja ma olen ikkagi õhku lastud, et jäime sellest ilma. "
Lõpuks rõhutab see avastus ka seda, mida Smith kunagi rääkis The New York Times : Vaatamata sajandeid kestnud uurimistööle ei tea me "kaladest tegelikult midagi".
