Окаменевшие ушные камни рыб рассказали об их жизни с точностью до часов

Чёрный бычок (Gobius niger Linnaeus, 1758) с северного шельфа Адриатического моря и окаменевший отолит. Автор: Майкл Стахович (рыба) и Изабелла Леонхард (отолит)

Окаменевшие ушные камни рыб, известные как отолиты, могут рассказать гораздо больше, чем считалось ранее. В новом исследовании команда палеонтологов из Венского университета продемонстрировала, что усовершенствованная методика электронной микроскопии позволяет увидеть даже мельчайшие кольца роста. Эти микроскопические структуры могут отражать историю жизни рыбы с точностью до нескольких часов — важный прорыв для понимания роста рыб, биоминерализации и изменения окружающей среды на протяжении тысячелетий.

«Эти структуры хранят всю историю жизни рыбы в виде колец роста — подобно годовым кольцам дерева. Они могут рассказать нам о возрасте, фазах роста и даже условиях окружающей среды», — объясняет ведущий автор Изабелла Леонхард.

Особый интерес представляют сверхтонкие кольца роста в отолитах, которые можно читать как «дневниковые записи» рыб. У ископаемых образцов эти кольца ранее было трудно обнаружить.

Ископаемый отолит под электронным микроскопом. Слева: обзорное изображение; справа: высокоразрешающий снимок. Пунктирные линии отмечают потенциальные суточные приросты. Между ними видны множество очень тонких микроприростов, которые могут иметь внутрисуточное происхождение. Автор: Изабелла Леонхард

Леонхард и её команда адаптировали хорошо зарекомендовавшую себя методику из геологии — визуализацию обратнорассеянных электронов (BSE). Этот метод использует то, что электроны по-разному отражаются различными структурами материала, выявляя даже самые тонкие внутренние узоры.

Настроив параметры визуализации, исследователи смогли увидеть чрезвычайно тонкие полосатые кольца роста в ископаемых отолитах чёрного бычка, найденных в северной части Адриатического моря и пролежавших на морском дне более 7600 лет. С помощью этого оптимизированного метода они обнаружили до 275% больше колец роста, чем позволяют стандартные методы визуализации.

«С помощью электронного микроскопа мы смогли сделать видимыми даже мельчайшие приросты», — объясняет Леонхард. Обычно эти кольца формируются в суточном ритме. Кроме того, существуют микроприросты, которые формируются независимо от суточного цикла — эти внутрисуточные паттерны отражают питание, движение, изменения окружающей среды или стрессовые факторы, которым подвергалась рыба.

«Мы обнаружили чрезвычайно тонкие, равномерно расположенные структуры, которые появляются с гораздо меньшими интервалами, чем день. Их рисунок предполагает, что они также следуют биологическому ритму — но мы пока не знаем точно, что их вызывает», — говорит палеонтолог Эмилия Яроховска из Утрехтского университета.

Эта оптимизированная методика BSE позволяет учёным сравнивать ископаемые и современные популяции рыб с беспрецедентной детализацией, обеспечивая более широкую временную шкалу для текущих изменений. «В эпоху изменения климата и перелова рыбы крайне важно понимать, как развивались популяции рыб на протяжении длительных периодов», — подчёркивает Мартин Зушин, глава Департамента палеонтологии.