» » В позднеэдиакарских отложениях Китая найдены отпечатки сегментированных ползающих билатерий

В позднеэдиакарских отложениях Китая найдены отпечатки сегментированных ползающих билатерий


В позднеэдиакарских отложениях Китая найдены отпечатки сегментированных ползающих билатерий

В позднеэдиакарских отложениях Китая найдены отпечатки сегментированных ползающих билатерий

Рис. 1. Yilingia spiciformis, древнейшее сегментированное ползающее животное. a — почти полный отпечаток дорзальной (спинной) поверхности животного, передний конец — справа; b — вентральная (брюшная) сторона заднего конца тела; c — фрагмент спинной стороны с хорошо сохранившимися деталями строения; d — экземпляр, на котором видно постепенное сужение тела к переднему концу (он находится справа); e, f — реконструкция дорзальной стороны тела; g — вентральной (боковые лопасти сегментов с вентральной стороны утолщены и частично закрывают центральные доли сегментов, отчего те кажутся уже, чем при взгляде с дорзальной стороны); h — гипотетическая реконструкция поперечного сечения животного. Длина масштабных отрезков — 2 см. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature


Появление активно передвигающихся двусторонне-симметричных животных было одним из переломных моментов в эволюции жизни на Земле, однако палеонтологических данных об этом событии до сих пор очень мало. Китайские палеонтологи сообщили о находке хорошо сохранившихся окаменелостей сегментированного билатерально-симметричного мягкотелого животного, ползавшего по морскому дну в конце эдиакарского периода (551–539 млн лет назад). Животное, получившее название Yilingia spiciformis, стало вторым известным науке эдиакарским представителем билатерий, способным к активному ползанию (первым была отдаленно напоминающая слизня несегментированная кимберелла). Таким образом, находка подтвердила, что диверсификация активно передвигающихся билатерий началась задолго до начала кембрийского периода.

Появление билатерий, способных к активному ползанию, предположительно сыграло важную роль в глобальной перестройке биоты на рубеже эдиакарского и кембрийского периодов (см.: Кембрийский взрыв и подборку наших материалов по этой теме). Предполагается, что появление подвижных билатерий создало предпосылки для развития хищничества, которое, в свою очередь, запустило эволюционную гонку вооружений между хищниками и жертвами, что стало одним из стимулов для массового приобретения различными животными минеральных скелетов. Кроме того, ползающие и роющиеся в грунте детритофаги обогащали верхние слои осадка кислородом, тем самым открывая новые эволюционные возможности для других донных животных (см.: Диверсификация животных началась задолго до кембрийского взрыва, «Элементы», 13.12.2011).

Палеонтологическая летопись свидетельствует о бурной экспансии ползающих и роющих билатерий в конце эдиакарского периода. На это указывают многочисленные ихнофоссилии (trace fossils) — ископаемые следы ползания и рытья (см.: Двусторонне-симметричные животные рылись в донных осадках более 585 миллионов лет назад, «Элементы», 02.07.2012). Проблема в том, что по этим древним следам, как правило, мало что можно сказать о животных, их оставивших, помимо того, что они, скорее всего, были билатериями и умели ползать или рыться в грунте.

Лучшим «подарком» для палеонтолога, изучающего эдиакарскую фауну, является след ползания, в конце которого сохранилось в окаменелом виде само животное, оставившее след. Для таких находок даже придумано специальное название — mortichnia, что можно приблизительно перевести как «след, закончившийся смертью». Но подобные находки, как нетрудно догадаться, очень редки. К тому же большинство известных эдиакарских mortichnia принадлежит проартикулятам (см.: Подтверждена принадлежность дикинсонии к животному царству, «Элементы», 24.09.2018). Эти странные создания, скорее всего, не умели ползать по-настоящему, да и принадлежность их к билатериям вовсе не очевидна. Проартикуляты лежали на песчаном дне, потихоньку переваривая покрывавшую дно водорослево-бактериальную пленку, а затем каким-то непонятным образом переплывали, не меняя очертаний тела, на соседний участок дна. В итоге получалась серия одинаковых следов лежания, изредка завершающаяся отпечатком самого животного, погибшего в конце маршрута.

Что касается настоящих билатерий, ползающих при помощи мышц, то до сих пор был известен лишь один их более или менее бесспорный эдиакарский представитель — кимберелла. Она имела несегментированное тело без парных придатков и весьма своеобразную морфологию (рис. 2; A. Yu. Ivantsov, 2009. A New Reconstruction of Kimberella, a Problematic Vendian Metazoan). Обычно кимбереллу трактуют как примитивного моллюска либо как базального представителя клады Lophotrochozoa (эта клада включает моллюсков, кольчатых червей, брахиопод и ряд других групп).


В позднеэдиакарских отложениях Китая найдены отпечатки сегментированных ползающих билатерий

Рис. 2. Кимберелла (Kimberella quadrata) — ползающее моллюскоподобное существо, жившее в конце эдиакарского периода (примерно 558–555 млн лет назад). Фотографии и реконструкция А. Ю. Иванцова из статей P. Parkhaev, 2008. The Early Cambrian Radiation of Mollusca и A. Ivantsov, 2010. Paleontological Evidence for the Supposed Precambrian Occurrence of Mollusks


В статье китайских палеонтологов, опубликованной 4 сентября в журнале Nature, описано еще одно (второе) ползающее эдиакарское билатерально-симметричное животное, причем совершенно не похожее на кимбереллу. Открытие, таким образом, радикально расширяет наши представления о разнообразии эдиакарских билатерий.

Новооткрытое существо получило название Yilingia spiciformis. Родовое название указывает на район, где была сделана находка: Yiling, по-русски «Илин», так что произносить его, наверное, следует как «илиния» (хотя приживется, скорее всего, какая-нибудь «илингия» или даже «йилингия»). Видовое название происходит от слова spiciform — «колосовидный» и отражает некоторое сходство животного с пшеничным колосом (рис. 1).

Всего в коллекции, хранящейся в Нанкинском институте геологии и палеонтологии, насчитывается 35 экземпляров, в основном фрагментарных, самого окаменелого животного и 13 следов его ползания — ихнофоссилий. Один из следов непосредственно заканчивается окаменевшим животным, то есть представляет собой mortichnium (рис. 3, f). Именно эта последняя находка позволила однозначно соотнести следы ползания с существом, которое их оставило.


В позднеэдиакарских отложениях Китая найдены отпечатки сегментированных ползающих билатерий

В позднеэдиакарских отложениях Китая найдены отпечатки сегментированных ползающих билатерий

Рис. 3. Ископаемые экземпляры (body fossils) и следы ползания Y. spiciformis. ac — голотип: a — выпуклая поверхность спинной стороны, b — вдавленный противоотпечаток того же экземпляра (по желтым скобкам можно проследить соответствие между a и b), c — увеличенный участок, обведенный белой рамкой на изображении a, стрелками отмечены едва заметные складочки, которые, возможно, говорят о том, что боковые лопасти сегментов были членистыми, подобно конечностям артропод (но авторы в этом не уверены); d — задний конец тела; e — поперечный срез того же образца по линии, показанной пунктиром на рисунке d (на рисунке e обведено распиленное поперек пухленькое тело ископаемого животного); f — «след смерти» (mortichnium), то есть след ползания (белая скобка), в конце которого сохранилось само ископаемое животное (синяя скобка), большими белыми стрелками показаны бороздки по краям следа илинии, маленькая стрелка отмечает след ползания какого-то мелкого существа, пересеченный илинией перед смертью; g — поперечный срез того же образца. Длины масштабных отрезков: 2 см (a, b, d), 1 см (c, e), 5 см (f), 0,5 см (g). Изображение из обсуждаемой статьи в Nature


Все находки происходят из района «Трёх ущелий» в Южном Китае, на берегах Янцзы. Илиний нашли в нижней части пачки Шибаньтань (Shibantan Member) формации Дэнъин (Dengying Formation). Возраст формации лежит в интервале от 551 до 539 млн лет (в прежних публикациях указывался возраст 551–541 млн лет, см., например, рис. 1 из статьи Z. Chen et al., 2018. Late Ediacaran trackways produced by bilaterian animals with paired appendages); пачка Шибаньтань — средняя из трех пачек, составляющих формацию. Таким образом, илинии жили в самом конце эдиакарского периода. Ранее авторы описали из средней части той же пачки Шибаньтань (то есть из слоев, залегающих чуть выше остатков илиний), интереснейшие цепочки следов, оставленные, по-видимому, каким-то билатерально-симметричным существом с парными конечностями (Z. Chen et al., 2018. Late Ediacaran trackways produced by bilaterian animals with paired appendages). Но это существо — не илиния (см. ниже).

Тело у илинии лентовидное, сегментированное, шириной 0,5–2,6 см и длиной до 27 см, постепенно сужающееся к переднему концу. Каждый сегмент состоит из трех частей: ромбовидного центрального отсека и двух утолщенных боковых лопастей. Лопасти ориентированы не перпендикулярно оси тела, а отклоняются на 30–60° назад (по направлению к хвосту). Брюшная сторона морфологически отличается от спинной (рис. 1, f, g): снизу лопасти сильнее налегают на центральный отсек сегмента. Таким образом, у каждого сегмента, как и у животного в целом, есть четко выраженная передне-задняя и спинно-брюшная полярность — как и положено билатериям. Сегменты по всей длине тела устроены одинаково и различаются только по размеру: ни головы, ни каких-то иных отделов тела (тагм) у илинии обнаружить не удалось. Это называют «гомономной сегментацией» и обычно считают примитивным признаком.

Следы ползания илинии представляют собой неглубокие, слегка извивающиеся борозды шириной от 7 до 25 мм и длиной до 60 см, ограниченные по краям двумя приподнятыми валиками (на противоотпечатках валики выглядят, наоборот, как бороздки, см. рис. 3, f). Валики доказывают, что илиния смещала и раздвигала поверхностные слои грунта, когда ползла. Иногда следы илинии пролегают поверх следов каких-то более мелких животных. Как правило, следы илинии не содержат отпечатков отдельных сегментов или лопастей, хотя иногда их все-таки удается разглядеть (как в левой части следа, показанного на рис. 4). Может быть, в этих местах илиния долго лежала неподвижно и потому хорошо «впечаталась» в осадок. Следы илинии отличаются от упомянутых выше следов билатерий с отпечатками парных ножек, которые в прошлом году были описаны авторами из чуть более молодых слоев того же района (Z. Chen et al., 2018. Late Ediacaran trackways produced by bilaterian animals with paired appendages).


В позднеэдиакарских отложениях Китая найдены отпечатки сегментированных ползающих билатерий

Рис. 4. След ползания илинии, в левой части которого можно разглядеть отпечатки сегментов. Образец представляет собой противоотпечаток, поэтому валики выглядят как бороздки. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature


В целом имеющийся материал позволяет утверждать, что илиния — настоящее билатерально-симметричное животное с развитой сегментацией, которое энергично ползало по поверхности морского дна.

Недостаток морфологической информации (в частности, отсутствие уверенности в том, были ли боковые лопасти сегментов у илинии членистыми, как конечности артропод) не позволяет точно определить место илинии на эволюционном дереве билатерий. Возможно, илиния родственна аннелидам (особенно если боковые лопасти у нее не членистые) или базальным членистоногим. Чтобы претендовать на статус настоящего или «кронового» (crown group) членистоногого, илинии следовало бы иметь глаза и дифференцированные отделы тела (хотя бы голову для начала), но «базальным» (stem group) членистоногим (формой, более родственной последнему общему предку современных членистоногих, чем предкам других современных типов) она в принципе может оказаться.

Можно предположить также и близость илинии к общему предку всех билатерий. Ведь этот предок, по современным представлениям, мог быть сегментированным животным с парными придатками на сегментах (см.: Развитие «сегментов» у книдарий контролируется Hox-генами, как у билатерий, «Элементы», 01.10.2018). Сам этот предок жил намного раньше, скорее всего, в криогеновом периоде, но илиния могла бы оказаться одним из его мало изменившихся потомков. Чтобы прояснить этот вопрос, нужны новые находки хорошей сохранности, которые позволят разобраться в неясных пока анатомических деталях.

Так или иначе, открытие китайских палеонтологов показало, что в конце эдиакария в морях уже обитали разнообразные билатерии, способные к активному ползанию. Хотя таксономическое положение как кимбереллы, так и илинии остается спорным, едва ли можно сомневаться в том, что между этими двумя организмами пролегает немалая эволюционная дистанция. Иными словами, их последний общий предок должен был жить достаточно давно, чтобы его потомки успели так сильно дивергировать. Причем у этого предка наверняка были и другие потомки. Если к тому же учесть упоминавшееся выше обилие разнообразных неопознанных следов ползания и рытья в отложениях позднего эдиакария, то идея о том, что к концу эдиакарского периода моря могли уже кишеть всевозможными мягкотелыми билатериями, начинает казаться вполне правдоподобной.

Источник: Zhe Chen, Chuanming Zhou, Xunlai Yuan, Shuhai Xiao. Death march of a segmented and trilobate bilaterian elucidates early animal evolution // Nature. Published: 04 September 2019. DOI: 10.1038/s41586-019-1522-7.

См. также:
1) Новые находки ископаемых удревнили историю членистоногих, «Элементы», 14.10.2008.
2) Животные появились свыше 635 миллионов лет назад, «Элементы», 09.02.2009.
3) Диверсификация животных началась задолго до кембрийского взрыва, «Элементы», 13.12.2011.
4) Двусторонне-симметричные животные рылись в донных осадках более 585 миллионов лет назад, «Элементы», 02.07.2012.
5) Подтверждена принадлежность дикинсонии к животному царству, «Элементы», 24.09.2018.

Александр Марков


22 октябрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Китайские палеонтологи нашли древнейшего головохоботного червя

Палеонтологи обнаружили в Центральном Китае хорошо сохранившиеся останки круглого червя, жившего в начале кембрийского периода. Круглые черви, по современным представлениям, являются близкими

Гипотеза о двукратном появлении нервной системы получила новые подтверждения

Анализ полного генома гребневика Pleurobrachia bachei и транскриптомов 10 других видов гребневиков подтвердил гипотезу, согласно которой гребневики являются самой базальной ветвью эволюционного

В Китае найдены древнейшие многоклеточные водоросли

Китайские палеонтологи обнаружили в мезопротерозойских карбонатных сланцах возрастом 1,56 млрд лет отпечатки крупных многоклеточных организмов, похожих на современные водоросли. У некоторых

Маккензия

На рисунке изображено животное Mackenzia costalis, жившее в середине кембрия...

Двусторонняя симметрия кораллов древнее радиальной

Коралловые полипы — древнейшая эволюционная ветвь группы стрекающих, которая, в свою очередь, является сестринской по отношению к двусторонне-симметричным животным. В учебниках зоологии долгое время

Ученые нашли предка всех ракообразных, насекомых и пауков

Ученые нашли окаменелости самого древнего предка членистоногих — группы животных, включающей пауков, насекомых и ракообразных, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Шугаринг: плюсы и минусыПреимущества матрасов MatroluxeОсобенности продвижения сайтаПульмонология, лечение в АвстрииКак рождаются самые мощные магниты во ВселеннойУпавший в Коста-Рике метеорит пахнет брюссельской капустойРедчайший метеор: дневные СекстантидыКак заменить реальный срок на ИТР