» » Коготки галлюцигении подтвердили гипотезу о происхождении членистоногих

Коготки галлюцигении подтвердили гипотезу о происхождении членистоногих


Коготки галлюцигении подтвердили гипотезу о происхождении членистоногих

Рис. 1. Трехмерная реконструкция галлюцигении. Изображение с сайта burgess-shale.rom.on.ca. Там же можно посмотреть трехмерную анимацию, на которой показано, как могли передвигаться галлюцигении


Специалисты из Кембриджского университета нашли новое доказательство близкого родства современных бархатных червей и вымерших кембрийских галлюцигений. Доказательство основано на явном сходстве одной из важнейших черт беспозвоночных — характера линьки. Свое исследование ученые выстроили на тщательном сравнении устройства коготков галлюцигений и бархатных червей, демонстрирующем своеобразие процесса замены твердых частей тела у этих линяющих животных.

В журнале Nature опубликована статья Hallucigenia’s onychophoran-like claws and the case for Tactopoda, тема которой — строение коготков вымершего беспозвоночного галлюцигении (Hallucigenia sparsa). У вдумчивого читателя каждое слово здесь может вызвать удивление. Галлюцигения — что за чудное название? Коготки — они ведь, как правило, не сохраняются в ископаемом виде; как можно вокруг каких-то коготков развернуть целый научный сюжет?

Этот сюжет со всеми ответами изложили палеонтологи Мартин Смит и Хавьер Ортега-Фернандес с факультета наук о Земле Кембриджского университета (Великобритания). Материалом для исследования послужили превосходно сохранившиеся отпечатки галлюцигений из сланцев Бёрджес (Burgess Shale; см. также Фауна сланцев Бёрджес). Напомню, что это местонахождение — самый известный из лагерштеттов (Lagerstatte) кембрийского возраста, исправно поставляющий современной публике окаменевшие чудеса. В сланцах Бёрджес каким-то (пока загадочным) образом сохранились в изумительном виде отпечатки мягких тканей беспозвоночных животных, в том числе — и коготки галлюцигений, которые в обычном случае должны разложиться и бесследно исчезнуть в считанные дни.

Галлюцигения (Hallucigenia) — червеобразное животное с утолщенным головным концом на длинной шее (это, конечно, обиходное название части тела между ртом и туловищем); сама голова не отделяется от шеи, но на ее конце снизу имеется рот, по бокам у некоторых видов есть глаза, а на шее расположены две-три пары тонких придатков (рис. 1). На некоторых экземплярах различима кишка, идущая от рта к анусу на заднем конце тела. На спинной стороне длинного тела сидят семь пар шипов, а на брюшной — семь пар ножек, причем шипы сдвинуты немного вперед относительно ножек. Каждая ножка заканчивается парой плотных коготков.

Вот такое странное животное. Его название — «галлюцигения» (порождающая галлюцинации) — в полной мере отражает то восхищенное удивление, которое испытали ученые, впервые его как следует разглядевшие. Сумма его морфологических черт характеризует особый тип животного царства — лобоподий (Lobopodia), что переводится с греческого как «округленные ножки». К этому типу относятся в частности современные онихофоры, или, по-другому, бархатные черви (рис. 2), и тихоходки. В филогенетических реконструкциях онихофор ставят близко к основанию филогенетического древа членистоногих, признавая в них главных кандидатов в прародители самого многообразного типа беспозвоночных на планете. (Нужно подчеркнуть, что при том многообразии ископаемых лобопод, которое известно сегодня, выявить определенного предка современных членистоногих пока не удается.)


Коготки галлюцигении подтвердили гипотезу о происхождении членистоногих

Рис. 2. Бархатные черви Cephalofovea tomahmontis (1) и Epiperipatus biolleyi (2): червеобразное, внешне несегментированное тело, короткие округлые ножки с парой коготков придают им сходство с вымершими кембрийскими галлюцигениями; у бархатных червей на головном конце имеются глаза, щупики и круглый рот с парой челюстей. Бархатные черви — хищники: они выстреливают в подходящую жертву быстро твердеющей слизью, затем в приклеенную жертву выпускают пищеварительные ферменты и, когда жертва так или иначе размякнет изнутри, разрывают ее своими челюстями и съедают. Фото с сайта carnivoraforum.com


Галлюцигению часто соотносят с онихофорами, указывая некоторые черты их сходства. Если это так, то галлюцигения может удостоиться чести считаться старейшим предком членистоногих. Однако в действительности единственным четким морфологическим признаком, сходным у обеих групп (галлюцигений и онихофор), является наличие парных коготков. Достаточно ли этого признака, чтобы объединять ныне живущих бархатных червей и кембрийских галлюцигений? Ведь если это сходство поверхностное, то позиция галлюцигении оказывается довольно шаткой (обсуждение можно прочитать в статье Jianni Liu, Jason A. Dunlop, 2014. Cambrian lobopodians: A review of recent progress in our understanding of their morphology and evolution). Таким образом, коготки галлюцигении неожиданно становятся исключительно важны в дискуссиях о предках членистоногих.

Ископаемый материал позволяет рассмотреть эти коготки у галлюцигении. Они состоят из трех вложенных друг в друга, как матрешки, элементов. Мало того, если приглядеться к парным шипам на спине галлюцигении, то станет заметно, что и они состоят из нескольких (2–5) вложенных друг в друга конгруэнтных элементов (рис. 3).


Коготки галлюцигении подтвердили гипотезу о происхождении членистоногих

Коготки галлюцигении подтвердили гипотезу о происхождении членистоногих

Рис. 3. Слева: a — отпечаток галлюцигении с семью парами шипов и с коготками (показаны стрелочками); b и c — отдельные коготки (d — увеличенный участок коготка c). Длина масштабных линеек: 1 мм (a) и 0,1 мм (b, c, d). Справа — отпечаток шипа на спине с увеличенным конечным участком. И коготки, и шипы состоят из трех вложенных друг в друга элементов. Фото из обсуждаемой статьи в Nature


Коготки у бархатных червей тоже состоят из нескольких вложенных друг в друга элементов. Между прочим, так же устроена и пара их твердых челюстей в круглом ротовом отверстии (рис. 4).


Коготки галлюцигении подтвердили гипотезу о происхождении членистоногих

Рис. 4. Коготки (слева) и челюсти (справа) онихофор: видны вложенные друг в друга элементы. Рисунки с сайта en.wikipedia.org


Иметь вложенные друг в друга твердые части очень удобно: когда животное линяет, ему нет нужды дожидаться, пока ходильные и жевательные элементы обретут необходимую прочность; можно двигаться и питаться привычным образом, используя обнажившийся следующий слой элементов. Коготки и челюсти у перелинявшего животного дорастают до нужного размера, а внутри каждого из них на базе подстилающих мягких тканей формируется новый элемент. Такого «матрешкоподобного» строения твердых хитиновых частей не известно больше ни у одного из представителей современных членистоногих, а также у тихоходок. Значит, никто из них не линял так, как онихофоры. Зато, по-видимому, галлюцигении линяли именно таким образом.

Сблизив по этому важнейшему признаку — характеру линьки и нарастания новых покровов — галлюцигений и онихофор, авторы предприняли еще одну попытку выстроить филогенетическое дерево членистоногих и их ближайших родственных групп (всех вместе их объединяют в таксон панартроподы, рис. 5).

Коготки галлюцигении подтвердили гипотезу о происхождении членистоногих

Коготки галлюцигении подтвердили гипотезу о происхождении членистоногих

Рис. 5. Филогенетическое дерево известных на сегодняшний день лобопод, построенное на основе морфологических признаков головы. Помимо ископаемых лобопод отмечены современные онихофоры, тихоходки и древнейшие настоящие членистоногие. Схема из обсуждаемой статьи в Nature


Получилось, что тихоходки ближе по морфологии к настоящим членистоногим, чем онихофоры с галлюцигениями. Эти две эволюционных линии берут начало от общего предка панартропод — некрупных червеобразных линяющих животных, у которых различались передний и задний конец, на переднем конце был рот с радиально расположенными выростами, имелись коротенькие мягкие ножки с коготками. В обеих линиях рот сместился на брюшную сторону, у онихофор и галлюцигений сформировались парные ротовые придатки, не гомологичные парным придаткам настоящих членистоногих. Несомненно, филогенетическое дерево панартропод будет еще не раз пересмотрено, однако теперь во всех вариантах онихофоры и галлюцигении будут образовывать надежную пару. Потому что среди широкого разнообразия кембрийских лобопод не так уж много настолько уникально схожих признаков.

Источник: Martin R. Smith, Javier Ortega-Hernandez. Hallucigenia’s onychophoran-like claws and the case for Tactopoda // Nature. 2014. V. 514. P. 363–366.

Елена Наймарк


28 сентябрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Существование эволюционной ветви линяющих животных получило эмбриологическое подтверждение

Тщательное исследование эмбрионального развития ракообразных (на примере усоногих) показало, что их зародыши имеют очень мало общих признаков с зародышами кольчатых червей и несколько больше — с

Найден древний круглый червь с остатками конечностей

Германские палеонтологи описали древнего головохоботного червя, относящегося к существовавшей более 500 миллионов лет назад фауне Бёрджес. Этот червь уникальным образом имеет пару конечностей —

Прочтен геном многоножек

Большой международный коллектив ученых расшифровал геном многоножек. Благодаря этому результату теперь на многоножках можно проверять различные концепции об адаптациях к наземной жизни, о строении —

Новооткрытый родственник аномалокариса проливает свет на происхождение конечностей членистоногих

В ордовикских отложениях Марокко обнаружены ископаемые остатки гигантского морского животного из вымершей группы аномалокарид, переходной между лобоподами и настоящими членистоногими. Его туловищные

Палеонтологи выяснили, как была устроена голова галлюцигении

Найденные в среднекембрийских сланцах Бёрджес отпечатки галлюцигении позволили разобраться в строении передней части тела этого странного животного, родственного современным онихофорам. У

Морские стрелки оказались родственниками коловраток

Щетинкочелюстные, или морские стрелки, — тип животных, положение которого на эволюционном древе долго было загадкой. Новые молекулярные данные показывают, что морские стрелки входят в состав
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Особенности выбора шинДом с нарисованным фасадом в ТаррагонеУченые нашли в кишечнике спусковой механизм аллергии на арахисУчёные предлагают заразить коронавирусом добровольцев для поиска вакциныВрачи объяснили, как смартфоны и компьютеры превращают мозг в "свалку"Как смартфоны и соцсети убивают наше времяУченые запатентовали систему энергоснабжения Земли из космосаЭлектромагнитный резонанс