Быстрая диверсификация кальмаров и каракатиц в средней меловой период предшествовала освоению прибрежных ниш

Почему история кальмаров важна

Кальмары и каракатицы — одни из самых харизматичных хищников океана, известные своей способностью менять окраску и высокой интеллектуальной способностью. Тем не менее их филогенетическое прошлое оставалось удивительно неясным. В этом исследовании использованы недавно расшифрованные геномы, чтобы перерисовать родословную кальмаров и каракатиц и объяснить, как эти животные пережили древние катастрофы, диверсифицировались в глубоком море и позднее взрывным образом дали начало сегодняшнему богатому набору прибрежных форм.

Общая картина родства кальмаров

Десятилетиями биологи спорили о том, как связаны между собой многочисленные виды кальмаров и каракатиц — особенно как развивались их внутренние раковины и как они расселялись между глубокими и мелководными водами. Авторы объединили три новых, высококачественных генома — карликового кальмара, японского летучего кальмара и глубоководного винтохвостого кальмара — с существующими геномными и транскриптомными данными других головоногих. Сравнив тысячи генов, общих для разных видов, они построили надежное эволюционное древо, которое проясняет, какие линии действительно имеют общих предков, а какие сходства возникли независимо.

Два крупных мира кальмаров

Новое древо выявляет четкое разделение на две основные ветви. Одна, которую авторы называют Acorneata, включает обитателей открытого океана, таких как крупные океанические кальмары и винтохвостые кальмары. Другая, называемая Corneata, объединяет прибрежные и мелководные группы — каракатиц, неритических кальмаров, короткохвостых кальмаров и карликовых кальмаров. У представителей Corneata есть две черты, отсутствующие у их открытоокеанских родственников: прозрачная пленка над глазом (роговица) и маленькие мешочки для хранения стреляющих щупалец. Эти общие признаки вместе с деревом на основе генов подтверждают идею о том, что прибрежные кальмары и каракатицы представляют собой естественную группу, выделившуюся из предков глубинных вод.

Взрыв изменений во времена динозавров

С использованием молекулярных часов — метода, оценивающего возраст по накоплению генетических изменений и по ключевым ископаемым — команда датировала происхождение современных отрядов кальмаров и каракатиц примерно 101 миллионом лет назад, в средней меловой период. В то время мировой уровень моря был высоким, а мелководные прибрежные участки часто испытывали дефицит кислорода, что делало их суровой средой обитания. Авторы утверждают, что основные линии современных кальмаров и каракатиц возникли в глубоком открытом океане, где существовали более стабильные, холодные и более кислородные «убежища». Эта ранняя диверсификация задала «длинную фитиль»: крупные ветви разошлись в меловом периоде, но большая часть современной прибрежной разнообразия появилась только десятки миллионов лет спустя, после вымирания динозавров.

От массивных раковин к легким скелетам

Еще одна загадка — как связаны внутренние опоры этих животных — камерула каракатицы, тонкий гладиус многих кальмаров и витая раковина винтохвостого кальмара. Ископаемые и генетические данные вместе указывают на пошаговую тенденцию: предковая камерная раковина постепенно упрощалась и облегчалась. В линиях открытого океана одна ветвь сохранила и усложнила минерализованную камерную раковину (как у винтохвостых), тогда как океанические кальмары сократили ее до в основном органического лезвиевого гладиуса с лишь слабыми остатками камер. В прибрежных группах каракатицы переработали все три предковых части раковины в плавучую камеру, а многие короткохвостые и карликовые кальмары резко уменьшили или даже полностью утратили внутренние раковины. Исследование также прослеживает приобретения и потери ключевых генов, участвующих в строительстве раковин, показывая, например, что некоторые прибрежные кальмары отказались от определенных белков жесткой раковины, возможно отдав предпочтение более легким и гибким опорам в подкисляющихся и нестабильных морях после массовых вымираний.

Скрытые истории в хромосомах и генах

Сопоставляя хромосомы разных видов, авторы обнаружили, что большинство кальмаров и каракатиц имеют удивительно стабильный набор из 46 пар хромосом, что указывает на консервативный геномный план, восходящий к ранним колеоидам. Лишь быстро эволюционирующие карликовые и короткохвостые кальмары демонстрируют крупные перестановки, которые, возможно, возникли при малых и фрагментированных прибрежных популяциях. Команда также фиксирует признаки естественного отбора в генах, связанных со зрением у мелководных кальмаров, что согласуется с адаптацией к более яркому и переменному освещению, и в ферментах, обеспечивающих энергию у быстро плавающих океанических кальмаров. У винтохвостого кальмара семейства генов, связанных с иммунитетом, расширены, возможно, отражая требования жизни в глубине и сложные взаимодействия с микробами.

Что это значит для понимания эволюции кальмаров

В целом исследование рисует картину: кальмары и каракатицы — выжившие глубинные формы, которые тихо диверсифицировались в открытом океане в меловом периоде, а затем позднее стремительно заселили восстанавливающиеся прибрежные экосистемы после мелового массового вымирания. Их богатое современное разнообразие — многочисленные варианты внутренних раковин, гибкие геномы и различные образа жизни — является результатом этой долгой «фитили»: древние расхождения, за которыми следовали значительно более поздние экологические возможности. Для неспециалистов ключевое послание таково: современные знакомые нам прибрежные кальмары и каракатицы не являются примитивными прибрежными реликтами, а потомками глубинных предков, которые многократно перестраивали свое тело и геномы, чтобы освоить новые уголки моря.

Цитирование: Sanchez, G., Fernández-Álvarez, F.Á., Bernal, A. et al. Rapid mid-Cretaceous diversification of squid and cuttlefish preceded radiation into coastal niches. Nat Ecol Evol 10, 662–676 (2026). https://doi.org/10.1038/s41559-026-03009-1

Ключевые слова: эволюция кальмаров, каракатица, меловые океаны, геномы головоногих, морская диверсификация