Про лиловый носок и всех остальных

Почти каждый знает о том, что длительная биологическая эволюция создала множество жизненных форм, которые можно наглядно изобразить в виде единого дерева. В нем множество ветвей, объединенных в целую иерархию. Из точки роста этого древа жизни отходят три самые толстые ветви — их называют домены живого. Когда-то биологи разделяли все живое делится на микроскопических лишенных ядра в центре единственной своей клетки бактерий и все остальное — от амебы до человека и, скажем, дуба. Однако выяснилось, что некоторая часть бактерий  настолько же сильно отличающихся от остальных, как и от остальной части дерева — той самой, на которой находимся мы. 

В нашем домене (домене организмов с ядром) есть множество ветвей. Причем большинство соответствует одноклеточным — вроде амебы, эвглены и инфузории. И всего одна ветка вобрала в себя все известные нам со школы царства живого — животных, растения, грибы и некоторые другие группы, включая пробравшихся и сюда простейших. На всех уровнях своего устройства древо жизни подвержено периодическим изменениям, которые устраивают ему систематики в ходе ревизий. С недавних пор “подрезать и пересаживать” они стали особенно часто и решительно — благодаря новым методам получения последовательностей ДНК и расчета степени родства между видами. Дело в том, что в геномах всего живого на Земле с самого начала тикают своеобразные “молекулярные часы”, отсчитывающие время расхождения систематических групп — и мы можем оценить его благодаря ДНК.

Где-то здесь, у основания родословной органического мира,  следует расположить и некоторые другие группы живых существ, которые к настоящему времени вымерли. Пример — загадочные вендобионты, существа, которые внешне напоминали плетеные циновки, листья или волнистые овалы. Они процветали в эдиакарском периоде истории Земли более полумиллиарда лет назад, после чего полностью вымерли. Особенности их устройства (это были настоящие фракталы, то есть самоподобные структуры из плоти) заставили ученых отнести их к отдельному царству живого, вендобионтам. Эта группа сравнима по рангу с животными, растениями и грибами. 

Если мы “увеличим изображение” ещё раз и сфокусируемся на ветви животных, то вне нашего фокуса неожиданно окажутся губки. Верно, согласно современным представлениям, губки — это не животные, губки это губки. Отдельная очень своеобразная группа многоклеточных организмов. Эти примитивные и неподвижные существа не имеют пищеварительной, нервной систем и многих специализированных тканей. Вместо всего этого они состоят из камер с клетками, имеющими жгутики, через которые прогоняют поток окружающей воды. При этом маленькая, тупиковая и очень древняя ветвь губок является настолько же самостоятельной, как ветвь животных. Можно сказать, что они “одной толщины”. Из этого следует, что у этих сестринских групп были одна общая материнская, предковая. Ее представители, по-видимому, походили на законсервировавшихся в развитии с тех пор (более 500 млн. лет) современных губок. И недавнее кропотливое исследование большого количества геномов и морфологических черт снова подтвердило: место губок — за пределами животного царства.

То же самое новое исследование обратило внимание на еще одну особую группу, уже в составе животного царства. Эти животные пользуются славой чемпиона по скитания по этому самому царству. Речь о ксенотурбелле  (Xenoturbella sp.) и ее немногочисленных родичах. В руки зоологов ксенотурбелла попала ещё в начале XX века, однако описали они ее лишь спустя несколько десятилетий. Этих червеобразных существ осталось совсем немного, обитают они только в морях (прежде всего у побережья Швеции) на дне. Некоторые из них освоили в качестве места жительства кишечники морских огурцов. Они очень мелкие и лишь изредка могут дорасти до 20 см. Однако загадку ученым ксенотурбелла задала немалую.

Трудно представить себе что-то менее вдохновляющее, чем этот организм. Глядя на внешность и внутреннее устройство ксенотурбеллы, испытываешь ощущение что кто-то задался целью создать плоского червя (самую простую конструкцию в этом жанре), но и на это у него не хватило вдохновения. За ксенотурбеллой закрепилось прозвище “лиловый носок” (“purple sock’), и оно очень удачное. Вытянутое тонкое тело покрыто продольными складками и имеет поперечный поясок, который можно сравнить со швом. Внутри все также очень прозаично — кишечник ксенотурбеллы имеет всего одно отверстие, выполняющее функции рта. И не только. Нервной и половой систем нет, как нет и развитых органов чувств и выделительной системы.

Изначально учёные сочли, что ее место на эволюционном древе — среди плоских червей. Позднее отмечали отдельные общие черты ксенотурбеллы с морскими огурцами, мшанками, полухордовым и т.д. Однако когда стали доступны методы получения последовательностей ДНК (ее секвенирования) и их сравнения, ксенотурбелла удивила больше прежнего.

Оказалось, что эти представители собственного типа (в который также иногда помещают других “бывших” плоских червей, бескишечных турбеллярий) являются сестринской группы для всех двусторонне-симметричных животных. А это подавляющее большинство, за исключением кишечнополостных, гребневиков и так называемых плакозоев. И выходит, что это очень прозаичное существо неопрятного текстильного вида проливает свет на первые этапы эволюции животных в целом. Ведь являясь мало изменившейся сестринской группой для всех остальных двусторонне-симметричных, ксенотурбелла дает представление о нашем едином всеобщем предке — ее предке и предке огромного количества других животных типажей, от морских звезд до человека. 

Пример невзрачной Xenoturbella очень вдохновляет, ведь исходно этот организм казался простым и понятным, а в итоге оказался в центре большой эволюционной загадки с очень неожиданным ответом. Он дает надежду, что самое удивительное все еще прячется где-то на дне морском и ученые по-прежнему имеют  шанс обнаружить нечто не менее интересное, чем ксенотурбелла — нечто, что вновь покоробит наши представления о великом древе жизни.

Использованы материалы:
– BBC
– https://www.biorxiv.org/content/biorxiv/early/2021/11/19/2021.11.19.469253.full.pdf