Peștii flamboyanti au evoluat o explozie de culoare pe măsură ce mările au crescut și au căzut

Zânele zâne sunt bijuterii care înoată, zbârnind și zburând în jurul recifelor de corali. Afișările de curte neplăcute și vibrante ale peștilor până la lungimea degetului sunt destinate partenerilor și rivalilor, iar un nou studiu sugerează că creșterea și scăderea lentă a straturilor de gheață și a ghețarilor ar putea fi parțial responsabilă pentru o astfel de varietate de performanțe.

O nouă analiză genetică a mai mult de trei duzini de specii de zâne de zână detaliază cele aproximativ 12 milioane de ani de evoluție care au produs vastul lor sortiment de forme, culori și comportamente. Și momentul acestor transformări implică faptul că cele peste 60 de specii de zâne își pot datora marea diversitate schimbărilor ciclice ale nivelului mării din ultimele câteva milioane de ani, raportează oamenii de știință pe 23 februarie în Biologie sistematică.

În cadrul ansamblului amețitor de pești de recif colorați, zâne zâne (Cirhilabrus) nu pot să nu iasă în evidență. Sunt genul cel mai bogat în specii din a doua familie de pești din ocean, spune Yi-Kai Tea, ihtiolog la Universitatea din Sydney.

„Aceasta este destul de multă biodiversitate”, spune Tea, care observă că noi specii de zâne sunt identificate în fiecare an. În ciuda acestei amprente taxonomice, spune Tea, oamenii de știință nu știau „prat nimic” despre istoria evolutivă a zânelor sau de ce există atât de multe specii.

Pentru a umple această lipsă de cunoștințe, Tea și colegii săi au apelat la genetica peștilor, extragând ADN din 39 de specii diferite de zâne. Multe studii genetice anterioare asupra animalelor oceanice din regiune s-au concentrat pe o mână de gene dintr-o singură specie, dar Tea și echipa sa au folosit o metodă care a izolat aproape 1.000 de gene de la mai multe specii simultan. Comparând ADN-ul între specii, cercetătorii au reconstruit un copac evolutiv, arătând modul în care zeci de specii de zâne sunt interconectate. Echipa a estimat, de asemenea, cu cât timp în urmă aceste specii s-au despărțit una de alta.

Cercetătorii au descoperit că zânele zânelor s-au abătut de la alte zâne în urmă cu aproximativ 12 milioane de ani, în epoca miocenului. Dar multe dintre speciile de zâne au apărut doar cu aproximativ 1 milion până la 3 milioane de ani în urmă, în epocile Pleistocen și Pliocenul târziu. Zânele zânelor par să fi evoluat pentru prima dată în Triunghiul Coralului, o regiune cu o biodiversitate excepțional de mare a recifului de corali din vestul Oceanului Pacific. De acolo, peștii au explodat în multe forme stridente, răspândindu-se până la coasta Africii de Est până în Polinezia Franceză, o zonă geografică de aproximativ 17.000 de kilometri.

Tea și colegii săi cred că momentul acestei evoluții rapide este legat direct de istoria geologică a regiunii.

Arhipelagul Indo-Australian se află la confluența bazinelor Oceanului Indian și Pacific – astăzi, o împrăștiere de insule înșirate între Asia și Australia. Tea descrie această graniță ca o „barieră moale”, cu spațiile dintre insule permițând ocazional speciilor marine să treacă prin tărâmul oceanic vecin.

Dar în timpul epocilor pliocen și pleistocen – când multe zâne s-au diversificat – erele glaciare au schimbat dramatic acest peisaj marin. Când apa s-a blocat în expansiunile straturilor de gheață și ghețarilor, nivelul mării a scăzut, transformând recifele de mică adâncime în poduri de uscat. Este posibil ca astfel de schimbări să fi permis strămoșilor umani să acceseze Indonezia și Australia (SN: 1/9/20), dar au întrerupt și mișcarea vieții marine. Această izolare a încurajat evoluția de noi specii de ambele părți ale barierei.

pește zână wrasse cu dungi de lavandă
Un bărbătesc zână cu dungi de lavandă (Cirrhilabrus lineatus) își fulgeră aripioarele într-un spectacol de curte elaborat.Ceai Yi-Kai

Când ghețarii s-au topit din nou, apele au crescut, iar peștii s-au putut amesteca din nou. Mările în creștere și în scădere ar putea acționa ca o „pompă a speciilor”, explică Tea, creând noi specii de zână și aruncându-le în lume de fiecare dată când bariera se dizolva. Echipa estimează că zânele s-au infiltrat în Oceanul Indian de cel puțin cinci ori diferite în acest fel.

Descoperirile se încadrează într-o imagine emergentă a regiunii ca motor al biodiversității în mările tropicale. Diferențele genetice dintre populațiile din Oceanul Indian și Oceanul Pacific au fost documentate în orice, de la stele de mare la scoici gigantice, notează Paul Barber, un biolog evoluționist la Universitatea din California, Los Angeles, care nu este implicat în această cercetare. Astfel de divergențe sunt semne de izolare temporară de ambele părți ale Arhipelagului Indo-Australian.

Ciclurile glaciare „uneori sunt ratate în explicațiile privind diversificarea peștilor, în special la tropice”, spune Lauren Sallan, un paleobiolog la Universitatea din Pennsylvania, care nu este implicat în această cercetare. „Acest aspect pur și simplu nu este suficient de discutat.”

Ritualurile elaborate de împerechere ale zânelor ar putea fi, de asemenea, motivul pentru care există atât de multe specii diferite, spune Tea.

Întrucât lăbrizii trăiesc în școli mari, cu specii mixte, masculii sunt supuși unei presiuni suplimentare nu numai pentru a atrage o pereche, ci și pentru a se asigura că ea este din specia corectă. O performanță cu un aranjament de culori recunoscut – și, în unele cazuri, fluorescență (SN: 5/29/14) — ar veni la îndemână. A face acest mile suplimentar pentru a găsi speciile potrivite ar putea face încrucișarea mai puțin probabilă, dar încurajează și izolarea reproductivă. De-a lungul timpului, micile modificări genetice se acumulează în fiecare grup izolat, astfel încât cei doi lăbrici devin specii fundamental diferite, diferite ca ADN, aspect și comportament.

„Aceste modele de fluorescență și culori sunt foarte specifice speciei”, spune Tea, care explică că au mai rămas „grămădițe” de explorat despre zâne, mai ales când vine vorba de modul în care își aleg perechea și de evoluția culorilor lor.

„Îți poți dedica întreaga carieră acestui lucru dacă ai vrut și, probabil, încă nu înveți niciodată tot ce este de învățat cu acești pești uimitori.”