Акулы, известные нам как главные хищники открытого океана, произошли от небольших донных обитателей во время драматического периода глобального потепления миллионы лет назад.
Около 93 миллионов лет назад массивные извержения вулканов вызвали резкий рост уровня углекислого газа, что создало парниковый климат и подняло температуру океана до рекордных значений. Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружили, что некоторые акулы адаптировались к жаре, удлинив свои грудные плавники.
Это открытие было задокументировано в журнале Current Biology, где исследователи измерили длину тела и плавников более чем 500 современных и окаменелых видов акул.
"Грудные плавники акул аналогичны нашим рукам", — объяснил Филипп Стернес, аспирант биологии UCR и первый автор статьи. "Исследуя огромный объем данных, мы заметили, что эти плавники изменялись по мере того, как акулы переселялись с дна в открытый океан".
Удлиненные грудные плавники помогают акулам двигаться более эффективно. "Их плавники похожи на крылья коммерческих самолетов: длинные и узкие, что минимизирует энергозатраты на движение", — добавил Стернес.
Исследователи также обнаружили, что акулы, живущие в открытой воде, были более быстрыми по сравнению с донными акулами.
"Мышцы акул очень чувствительны к температуре", — отметил Тим Хайэм, профессор кафедры эволюции, экологии и биологии организмов UCR и соавтор статьи.
"Эти данные позволили нам установить связь между повышенными температурами, движением хвоста и скоростью плавания", — сказал Хайэм.
Большинство современных акул все еще обитают на дне, занимая бентическую зону. Эти донные акулы не столь популярны в массовой культуре, как их хищные сородичи из открытой воды. Они, как правило, стройные, плоские хищники среднего размера.
Только около 13% современных акул являются быстро плавающими хищниками открытой воды. Исследователи предполагают, что их древним предкам могло быть трудно дышать на дне в меловой период, когда уровень кислорода снижался из-за жары.
Современная температура поверхности моря в среднем составляет около 68 градусов по Фаренгейту. В меловой период она была значительно выше, достигая около 83 градусов. Однако эта высокая температура и эволюция акул не наступили мгновенно.
"В течение всей эпохи температура поверхности моря была довольно высокой, но затем произошел резкий всплеск, который длился один-два миллиона лет", — отметил Ларс Шмитц, доцент колледжа Клермонт Маккенна и соавтор статьи.
Хотя глобальное потепление привело к эволюции некоторых групп животных, включая акул, оно также способствовало исчезновению других видов. Поскольку эти эволюционные изменения происходили на протяжении длительных временных периодов, трудно точно предсказать, как акулы и другие морские обитатели отреагируют на современные тенденции потепления.
Биологи наблюдают, как некоторые акулы, такие как тигровые и бычьи, начинают мигрировать дальше на север. Однако неясно, смогут ли исчезающие виды акул адаптироваться к новым условиям и пережить быстрое повышение температуры.
"Температура растет так быстро, что в геологических данных нет ничего, с чем можно было бы сравнить нынешнюю ситуацию", — заключил Стернес.