W 2003 roku Leo Smith analizował aksamitkę. Smith, biolog ewolucyjny z University of Kansas, próbował dowiedzieć się, jaki jest związek między rybami policzkowymi, a także aksamitnymi, a także osami, kamiennymi rybami i osławioną lwicą. Kiedy jednak dotarł do górnej szczęki aksamitnej ryby, zdał sobie sprawę z czegoś dziwnego - miał problem z usunięciem kości łzowej.
„Na normalnej rybie jest trochę tkanki łącznej i można wbić ostrze skalpela między górną szczękę a tę kość”, wspomina Smith, którego praca koncentruje się na ewolucji jadu ryb i bioluminescencji. „Miałem straszny czas, próbując to rozdzielić. Kiedy w końcu go rozdzieliłem, zauważyłem, że jest coś, co jest nierówne i wyboiste… wtedy uderzyło mnie, że to musi być jakiś mechanizm blokujący. ”
Szczerze mówiąc, większość aksamitnych ryb już przypomina ciernistych mutantów, więc dodatkowy szpikulec nie jest tak niezwykły. Ale biorąc pod uwagę, że Smith spędził lata studiując ryby policzkowe ( Scorpaeniformes ) - kolejność, która bierze swoją nazwę od płytek kostnych znajdujących się na każdym policzku - można by pomyśleć, że wcześniej zauważyłby potężny, blokujący skok oka. Nie zrobił tego. On i jego koledzy nazwaliby to dziwne nowe odkrycie „szablą łzową”.
(FYI: Lachrymal pochodzi od łacińskiego słowa „łza”. Chociaż ryba nie może płakać, nadal jest techniczną nazwą kości tworzącej oczodół.)
Smith i jego współautorzy z American Society of Ichthyologists and Herpetologists po raz pierwszy opisali ten nieprawdopodobny skok wzroku w czasopiśmie Copeia - a nawet opisali ten, który świeci fluorescencyjnie na zielono, mały świetlny miecz świetlny. Autorzy nie mogą jeszcze dokładnie powiedzieć, do czego służy dodatek. Twierdzą jednak, że może on głęboko zmienić układ drzewa ewolucyjnego Scorpaeniformes, zmieniając to, co wiemy o tych bardzo jadowitych rybach.
Odkrycie nasuwa także pytanie: jak, u licha, świecący, zamykający się wyrostek mieczowy był tak długo ignorowany?
Gatunek kamienny, ghulik plamisty (Inimicus sinensis), zakopany w żwirze. (Leo Smith) Łatwo przegapić kamienną rybkę. Zgodnie ze swoją nazwą, przypominają skały, z brukowanymi zewnętrznymi powierzchniami, które odzwierciedlają podwodny gruz lub kawałki koralowca. Ale postaw na jeden, a nigdy tego nie zapomnisz.
Na morzach jest więcej jadowitych ryb niż węży na lądzie - a nawet wszystkich jadowitych kręgowców łącznie - ale kamienna ryba jest jedną z najbardziej jadowitych na świecie. Kłucie przez jednego z tych morskich potworów może być odczuwalne, jak to kiedyś ułożyła pechowa ofiara, jak: „uderzanie młotkiem w palec u nogi, a następnie wcieranie go raz po raz pilnikiem do paznokci”. Chociaż jest to rzadkie, nurkowie nawet umarli po takie spotkanie.
Kamienne ryby i ich kuzyni są również cudowni w kamuflażu. Niektóre hodują glony i ogrody hydroidów na swoich plecach, inne mogą dowolnie zmieniać kolor, a jeden, wabik Scorpionfish, ma przynętę na płetwie grzbietowej, która przypomina maleńką pływającą rybę. Te niezwykłe stworzenia, występujące głównie w wodach tropikalnych na całym Indo-Pacyfiku, używają swoich przebrań zarówno do zasadzki na zdobycz, jak i do uniknięcia lunchu.
Ale szabla łzowa, unikalny aspekt tych ryb, jakoś została przeoczona. I chociaż nie jest to miecz świetlny Gwiezdnych Wojen ani ostrze Władcy Pierścieni, ta szablka może być czymś jeszcze bardziej imponującym. Wyobraź sobie skomplikowany kręgosłup pod okiem ryby, który działa jak zapadka i zapadka, blokując się bocznie jak dwa ostre ramiona. „W rzeczywistości nawet nie poruszają samą szablą” - mówi Smith. „Poruszają leżącą pod spodem kość, która jest z nią połączona, poprzez mechanizm blokujący, a następnie ten obrót blokuje ją.”
Co najmniej jeden gatunek - Centropogon australis, rasa osy - szabla świeci biofluorescencyjnozieloną limonką, podczas gdy reszta ryb świeci pomarańczowo-czerwonym światłem.
Adam Summers, biomechanik i specjalista od ryb z University of Washington, obecnie próbuje skanować CT wszystkich 40 000 gatunków ryb. Summers, który nie był zaangażowany w ostatnie badania, skanował już 3052 gatunki i 6077 okazów, od lat badając wiele ryb z policzkami pocztowymi. I nigdy nie zauważył szabli.
„Obrona erekcji u ryb jest naprawdę powszechna”, mówi Summers, który był również konsultantem naukowym w filmach Finding Nemo i Finding Dory . Nie ma na myśli penisów rybnych, ale anatomiczne mechanizmy obronne, które pojawiają się, gdy pewne gatunki są zestresowane lub zagrożone. „Jeśli kiedykolwiek złowiłeś rybę i próbowałeś ją zdjąć z haka, wiesz, że kolce grzbietowe są wyprostowane i mogą wyłudzić od ciebie bzdury”, mówi, „ale przegapiliśmy tę, która była pod okiem - szabla oka - jest całkiem szalona.
Aby ustalić, że te ryby są naprawdę spokrewnione poza szablą, naukowcy w nowym badaniu wykorzystali sekwencjonowanie DNA w celu potwierdzenia swoich odkryć. Przyglądając się 5, 280 wyrównanym nukleotydom i używając 12 grup jako kontroli, zbudowali drzewo filogenetyczne lub ewolucyjne. Kiedy już masz drzewo, Smith wyjaśnia, istnieją metody zwane przodkową rekonstrukcją stanu postaci, które pozwalają nam śledzić ewolucję postaci. A to może pomóc biologom zjednoczyć grupę ryb, które wcześniej uważano za oddzielne rodziny.
„Taksonomia Scorpaeniformes jest historycznie zagmatwana” - wyjaśnia Smith. „Relacje scorpionfish i stonefish były bardzo problematyczne i do tej grupy przypisano wiele nazw na poziomie rodzinnym, które zostały dramatycznie oczyszczone, gdy grupy te są traktowane jako dwie główne linie, a nie 10 tradycyjnych rodzin. Jest teraz znacznie czystszy, a obecność szabli łzowej może całkowicie oddzielić dwie zmienione rodziny. ”
Ocellated Waspfish (Apistus carinatus) jest szkieletowany przez mięsożerne chrząszcze w Muzeum Polowym. (Leo Smith) Kiedy po raz pierwszy analizował aksamitne ryby, Smith nie rozumiał, na co patrzy. „Po prostu myślałem, że są bardziej spinaczowe lub grubsze” - mówi. „Te ryby mają wiele kolców i guzków na głowie. Więc pomyślałem: „Och, te [łzowe] są trochę bardziej interesujące”.
Smith spędził lata badając szkielety ryb i żywe ryby, aby ustalić, jak rozpowszechnione było to szablo. Na szczęście, jako kurator w Biodiversity Institute na University of Kansas, ma dostęp do jednej z największych bibliotek okazów ryb na świecie.
Wiele z tych przykładowych ryb zostało wyprodukowanych przy użyciu metody zwanej „usuwaniem i barwieniem”, w której naukowcy używają mieszanki płynnego formaldehydu i enzymu żołądkowego zwanego trypsyną do rozpuszczania mięśni i innych tkanek miękkich. Rezultatem jest przezroczysty szkielet z czerwonymi barwami kości i niebieską chrząstką, jak witraż. Ta technika ułatwia badanie struktur szkieletowych kręgowców.
„Ludzie, którzy dokładnie badają ryby, często pracują z martwymi konserwowanymi rybami, a tego rodzaju naprawdę fajne rzeczy nie działają u zwierząt, które nie są mobilne”, mówi Summers. Mimo to „znalezienie tego, a następnie uświadomienie sobie, że jest to jednocząca postać dla całej grupy ryb, jest bardzo, bardzo fajne”.
Smith nie jest pewien, dlaczego ryba rozwinęła tę cechę. Oczywistym założeniem jest to, że jest defensywny, biorąc pod uwagę, że rzutowane kolce rozszerzają szerokość głowy, co utrudnia połknięcie ryby i większe prawdopodobieństwo przebicia potencjalnego drapieżnika. Istnieją podobne środki obronne: na przykład latarnia morska głębinowa ma świecące „miecze świetlne” na grzbiecie grzbietu, które, jak się uważa, bronią się przed drapieżnikami. Ale Smith nie widział, jak szabla używana jest do celów obronnych, z wyjątkiem zdjęć jedzonych ryb z policzkami pocztowymi.
„Przyszedłem do tego, zakładając, że była to złożona anatomicznie drapieżna rzecz, która rosła w ten sposób i teraz, z każdym dniem, zaczynam kwestionować to coraz bardziej”, mówi Smith. „Częściowo dlatego, że nigdy nie uda mi się zrobić głupich rzeczy do zrobienia… To znaczy, pomyślałbyś, że gdyby był tylko anty-drapieżnikiem, gdybym uderzył w czołg, natychmiast by go wydostał.” Inna opcja, mówi, to: że może to być do przyciągania partnerów, choć zwraca uwagę, że obie płcie wydają się mieć szablę.
Innymi słowy, na razie skok oka jest nadal tajemnicą.
W 2006 roku wraz z Wardem Wheelerem Smith stwierdził, że ponad 1200 gatunków ryb jest jadowitych, w porównaniu do poprzednich szacunków dotyczących 200. Zaktualizował tę liczbę dziesięć lat później do 2386–2962. Pracował także nad opracowaniem PLOS One z udziałem znanych ichtiologów Matt Davis i John Sparks, aby wykazać, że bioluminescencja ewoluowała 27 osobno w liniach ryb morskich. Zrewidował nawet taksonomię ryb motylkowych.
Dzięki temu nowemu odkryciu Smith mógł po raz kolejny zakłócić sposób, w jaki myślimy o związkach rybnych, mówi Sarah Gibson, adiunkt biologii na Uniwersytecie Stanowym w Cloud w stanie Minnesota, który bada ryby triasowe. „Myślę, że to bardzo ważne, duże badanie”, mówi. „Znajomość ewolucyjnych związków w grupie może naprawdę wpłynąć na nasze rozumienie ewolucyjnej historii ryb w ogóle” (Gibson współpracowała z Smithem, gdy pisała rozprawę, ale nie była częścią ostatnich badań).
Zrozumienie ewolucji ryb kamiennych jest kluczem do ich ochrony, dodaje Summers. „Nie możesz czegoś ochronić, jeśli nie wiesz, kto to jest” - mówi. Tajemnica lachrymalnej szabli „jest interesującym pytaniem, na które warto odpowiedzieć, a ja wciąż jestem pod wrażeniem, że nam tego brakowało”.
Ostatecznie odkrycie to podkreśla coś, co Smith kiedyś powiedział The New York Times : Pomimo wieków badań i eksploracji „naprawdę nie wiemy nic o rybach”.
