Книга: Парнокопытные киты, четырехкрылые динозавры, бегающие черви...

Переворот в науке

Переворот в науке

Считается, что хорда у юннанозоона, катаймира и милло-куньмингии была расположена на спинной стороне, над кишечником. Однако с уверенностью определить, которая из ископаемых структур отвечает этому органу, трудно. У того же юннанозоона и под кишечником расположено стержневидное образование, похожее на хорду. Поскольку у этого существа для опоры мускульной системы существовал сегментированный гребень, то со временем хорда могла бы взять на себя функцию опоры. Но для этого хорда должна была оказаться сверху — в спинной половине тела. Конечно, сместиться этот орган сам по себе не мог.

Но цефалохордовым полный переворот заказан не был, как доказал Владимир Васильевич Малахов, исходя из поведенческих особенностей ланцетника (он плавает «вверх ногами») и совпадения плана строения у кишечнодыша-щих и хордовых. То же пытался доказать Этьен Жоффруа Сент-Илер из Музея естественной истории в Париже еще в 1822 году, но ему не приходилось рассчитывать на методы молекулярной биологии.

Данные эмбриологов Детлева Арендта и Катарины Нюблер-Юнг из Европейской лаборатории молекулярной биологии в Гейдельберге подтверждают, что генетически спинной нервный тяж позвоночных — это та же брюшная нервная цепочка кольчатых червей и членистоногих. Правда, новое («спинное») ротовое отверстие у современного ланцетника, по данным Арендта, прорезается на месте жаберной щели, но и у кембрийского ланцетника — юн-нанозоона — рот располагался почти на кончике рыльца.

^{Кембрийское эдриоастероидное иглокожее (диаметр 5 сантиметров); Муреро, Иберийские горы, Арагон, Испания; 500 миллионов лет. Университет Сарагосы}

В совокупности палеонтологические и молекулярные данные, а также исследования эмбрионального развития позволяют предполагать, что оболочники (морские спринцовки) являются вторично упростившимися цефалохор-довыми, утерявшими ряд Яох-генов. Более того, наличие фосфатного внутреннего скелета у позвоночных само по себе указывает на то, что их предки были подвижными и очень активными животными, поскольку высокая мышечная активность ведет к повышению кислотности внутренней среды организма до уровня, при котором лишь фосфатный скелет остается нерастворимым. Если бы первые хордовые вели малоподвижный образ жизни, подобно современному ланцетнику или личинкам миноги, то скелет бы они начали строить из энергетически более выгодного карбоната, как иглокожие.

Скелет всех иглокожих состоит из элементов со стере-омной структурой (она похожа на трехмерный очень запутанный микролабиринт), присущей только этому типу и обусловленной сопряженной ориентацией минеральных наночастиц. Эти частицы, как выяснили кристаллограф Кристофер Киллиан и его коллеги из Университета Висконсина, образуются из аморфного предшественника высокомагнезиального кальцита и придают всему пористому элементу оптические свойства цельного кристалла. Поэтому кембрийские иглокожие прекрасно распознаются. Еще одним особым признаком иглокожих является амбулакральная система, представляющая собой единый гибкий сосуд, многочисленные ответвления которого выполняют роль ножек с присосками для передвижения или щупалец для перемещения пищевых частиц к ротовому отверстию; эта же водно-сосудистая система служит для дыхания.

Среди кембрийских иглокожих по плану строения и наличию амбулакральных борозд, или амбулакров, в которых есть поры для выхода ножек или щупалец, выделяются четыре группы: 1) двусторонне-симметричные, без амбулакров (ктеноцистоидеи); 2) асимметричные, как с амбулакрами, так и без (цинкты, солюты и стилофоры); 3) спирально-симметричные с многочисленными, ради-ально расходящимися от ротового отверстия амбулакрами (геликоплакоидеи); 4) пятилучевые со сходным расположением амбулакров (эдриоастероидеи, ромбиферы и эокриноидеи). Есть среди них и формы с совершенной двусторонней симметрией (Ctenoimbricata, Courtessolea), описанные Самюэлем Саморой из Университета Сарагосы. Находки в среднекембрийских отложениях Испании и Франции ювенильных индивидов камбрастера (Cambraster) из класса эдриоастероидей показывают, что на ранних стадиях индивидуального развития даже эти совершенные пятилучевые прикрепленные иглокожие сохраняли двусторонне-симметричную форму. А эдриоастероидей считаются исходной группой почти для всех современных иглокожих — морских звезд, ежей, голотурий и змеехвосток. Палеонтологические данные подтверждаются и молекулярными биологами: иглокожие сохраняют предковый комплекс генов, характерный для двусторон-не-симметричного плана строения.

Наряду с иглокожими, гемихордовыми и хордовыми в кембрийских лагерштеттах часто встречаются остатки еще одной или двух групп — ветуликолии и банффозои (названные по типичным родам Vetulicola и Banffia), которые в последнее время часто причисляют к вторичноро-тым, причем даже к хордовым. Эти организмы, имевшие несколько сантиметров в длину, описываются как двусто-ронне-симметричные животные, отчетливо разделенные на передний отдел (покрытый панцирем с открывающимися в кишечный тракт жаберными щелями, где различимы жаберные нити, и спинным плавником) и задний отдел в виде сегментированного хвоста. Можно эти же остатки представить и по-другому: панцирь с ячеистой скульптурой, через который проходит кишечный тракт со складчатыми пищеварительными железами, и членистый хвостовой отдел.

В первом случае получается нечто напоминающее хордовое или гемихордовое, но с членистым хвостом, во втором — членистоногое, но без каких-либо конечностей. У последних есть и ячеистые панцири, и складчатые пищеверительные железы. Даже если добавить к описанию еще одну важную деталь — ротовое отверстие, расположенное на самом конце рыльца, с кругом зубных пластин вместо челюстей, общая картина не становится яснее.

^{Спикула кембрийской гетерактинидной губки Eiffelia (диаметр 0,5 миллиметра); река Лена, Республика Саха (Якутия); 530 миллионов лет. Палеонтологический институт РАН}

Однако предположение о принадлежности ветулико-лий и банффозой к вторичноротым все-таки кажется большой натяжкой. Членистоногими их тоже не назвать ввиду отсутствия определяющего признака. Но возможно, это были ранние представители линяющих животных, куда вполне вписываются организмы, членистые лишь отчасти, подобно аномалокаридидам, отличавшиеся от ветули-колий только наличием предротовых конечностей и стебельчатых глаз.