ТАСС, 5 февраля. Российские ученые реконструировали эволюцию жизненных циклов древних беспозвоночных, а также разработали подход, позволяющий установить особенности древних видов. Исследование опубликовал научный журнал Paleobiology, кратко об этом пишет пресс-служба МГУ им. Ломоносова.
"Благодаря этой работе мы, зная морфологию раковинки современной брахиоподы и ее вымерших родственников, смогли реконструировать их жизненный цикл <...>. По сути, мы изобрели "машину времени", которая позволяет путешествовать в прошлое и выяснять, как жили вымершие животные", – сказала Елена Темерева, один из авторов работы, профессор МГУ им. Ломоносова.
Человек, шимпанзе, рыбы, моллюски и черви имеют общего предка, который в далеком прошлом из радиально симметричного животного, подобного медузе, преобразовался в двусторонне симметричного или, как говорят биологи, билатерального. Этот древний общий предок, вероятно, имел разнообразные придатки и щупальца, а появился он, по разным оценкам, от 650 до 500 миллионов лет назад.
В настоящее время щупальцевый аппарат - лофофор сохранила группа животных под названием лофофораты. Они используют его для питания и этим похожи на предка билатеральных животных. Однако их эволюция до сих пор не ясна и вызывает жаркие дебаты среди специалистов. Новое исследование коллектива палеонтологов и зоологов МГУ проливает свет на эволюцию плеченогих, или брахиопод, - одного из трех типов, входящих в группу лофофорных животных.
Возникли брахиоподы примерно во время кембрийского взрыва около 540 миллионов лет назад. В наши дни сохранилось лишь около 5% от их былого видового разнообразия. Ископаемые и современные брахиоподы вели и ведут малоподвижный образ жизни: сидят, прочно прикрепившись к субстрату ножкой или закапываются в грунт, формируя норки. Новые территории брахиоподы заселяют во время одной из своих стадий развития: у одних групп это покрытая ресничками мягкотелая личинка, у других - молодая особь с маленькой легкой раковинкой.
Критерии биологической реконструкции
В новой работе исследователи с помощью детального анализа строения раковины современной брахиоподы Lingula anatina и сравнения ее структур с ископаемыми раковинами вымерших плеченогих реконструировали эволюцию жизненных циклов брахиопод от появления этой группы до наших дней. Особенно ученых заинтересовали преобразования, которые происходят с раковиной молодой особи от момента ее вылупления из яйца до оседания на дно.
С помощью методов световой и электронной микроскопии они изучили микроскульптуру раковинок молодых лингул и выяснили, что она стадийно изменяется и состоит из трех зон, имеющих разные морфологические признаки. В результате ученые выделили три стадии развития раковины Lingula anatina, которые четко отделены друг от друга, что является маркером, указывающим на смену сред обитания в жизненном цикле: выход из яйца и переход от планктонного к донному образу жизни.
Применив полученные критерии, ученые пришли к выводу, что около 540 млн лет назад, у первых брахиопод в планктоне обитала лишь ресничная личинка без раковины, которая питалась и плавала при помощи работы ресничных шнуров. А молодая особь, выходящая из яйца уже с раковиной, как у современных лингулид, - эволюционное изобретение брахиопод. Оно появилось позднее - около 450 млн лет назад и позволило некоторым плеченогим более эффективно расселяться.
"Важно отметить, что сходным образом происходила эволюция жизненных циклов других малоподвижных животных - моллюсков, у базальных групп которых, например, у хитонов, сохранилась ресничная личинка - трохофора, в то время как у брюхоногих и двустворчатых представителей типа из яйца вылупляется велигер, который представляет собой молодую особь с раковиной и наиболее эффективно выполняет расселительную функцию, как и у брахиопод", - пояснила старший научный сотрудник МГУ Татьяна Кузьмина, слова которой приводятся в сообщении.
Таким образом, за сто миллионов лет эволюционного пути некоторые плеченогие перешли от развития с метаморфозом к прямому развитию. А распространенная гипотеза о том, что жизненный цикл современных лингул исходен для всех брахиопод, теперь подлежит пересмотру, добавляют авторы работы.