Сибирские ученые воссоздали облик вымершей группы гребневиков

Исследователи из Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН создают модель древнего предка гребневиков, используя современные научные методики для восстановления его первоначального облика. Это первая группа, отделившаяся от последнего общего предка животных около 800 миллионов лет назад. Новые сведения помогают понять процессы развития сложных форм жизни на Земле.

Модульный ископаемый организм Thaumaptilon yorgensis Borkhvardt et Nessov, вендский период, Зимний берег Белого моря, Россия. Фото Ирины Барановой

Тип гребневики отделился от остальных животных (Metazoa) приблизительно 800 миллионов лет назад. Изучение ископаемого материала возрастом около 580-540 миллионов лет позволяет предполагать, что некоторые из живых существ того времени могли быть гребневиками, однако непохожими на современные виды. В это же время могло произойти их расхождение.

Гребневики — морские животные, обитающие повсеместно в мировом океане. Их отличительная особенность — «гребни», образованных ресничками, которые используются ими для передвижения. Размеры гребневиков варьируются от нескольких миллиметров до полутора метров. Их тела мягкие и желеобразные, покрыты двумя слоями клеток с прослойкой межклеточного вещества. Некоторые виды обладают способностью к биолюминесценции, то есть могут светиться в темноте.

Ученые построили модель предполагаемого облика представителей вымершей условной кроновой группы гребневиков. В отличие от современных гребневиков они характеризовались модульным строением и обитали преимущественно в прибрежных зонах ранних океанов.

«Мы проверяем гипотезу о том, были ли гребневики первыми животными, отделившимися от общей группы Metazoa. Генетики в России и за рубежом давно установили, что они рано обособились от остальных, и у нас есть соответствующие биологические данные. Однако генетическая и анатомическая информация недостаточна: нет палеонтологических данных, которые успешно подтвердили бы эту гипотезу. Поэтому мы исследуем ископаемые материалы, известные с середины XX века, предполагая, что среди них могут оказаться древнейшие представители гребневиков. Изучаются их морфология и среда обитания, что помогает лучше понять физиологию и экологию этих организмов», — рассказывает младший научный сотрудник лаборатории палеонтологии и стратиграфии докембрия ИНГГ СО РАН Владислав Дмитриевич Десяткин.

Специалисты детально анализируют найденные окаменелости, обращая внимание на мельчайшие детали строения древнего существа. Их главная задача — установить точное происхождение находки и убедиться, что интерпретация остатков древней жизни верная. Ведь ошибка в понимании истории первых организмов может привести к неправильному представлению обо всей последующей эволюции. Исследователи считают, что первые представители любой группы животных обычно обладают множеством характеристик, делающих их заметно сложнее современных видов. Поэтому ученые пытаются выяснить, как выглядел первый общий предок одной из групп морских существ, гребневиков, и какие особые признаки могли остаться заметными на обнаруженных окаменелостях. Для решения такой сложной задачи применяется комплексный подход. Это значит, что специалисты одновременно работают в двух направлениях: тщательно изучают сами камни с отпечатками древних организмов и создают научные модели, объясняющие возможные пути развития этих форм жизни.

«Ранее изучение нашего материала велось лишь поверхностно, однако благодаря применению компьютерной микротомографии мы впервые сумели наблюдать структуры, скрытые глубоко внутри породы. Используя обычные методы анализа, такие как изготовление тонких срезов или препарирование образца, можно упустить важные участки либо повредить нужный фрагмент. Компьютерная микротомография позволила нам визуализировать внутреннее устройство ископаемого организма, подтвердив наше предположение о сходстве внутренней организации наших образцов с современными гребневиками и предполагаемым общим предком», — отметил Владислав Десяткин.

Ученые считают, что изучаемые ископаемые относятся к животным, так как имеют присущие им признаки. Исследования органических частиц, биомаркеров, сохранившихся в виде пленок на ископаемых остатках, подтверждают их принадлежность к животному миру. Эти частицы представляют собой частично трансформированные молекулы, потерявшие некоторые компоненты, однако их структура позволяет восстановить первоначальную форму и провести детальное изучение. Гребневики — одна из старейших известных групп животных, обладающая системами, отличающимися от других представителей животного мира. Например, их нервная система развилась независимо и построена иначе, чем у стрекающих и билатерий. Локомоторные механизмы также отличаются: они передвигаются благодаря биению множества пластинок, построенных из ресничек, а не мышечным сокращениям, как медузы. Кроме того, реснички выполняют важные функции органов ориентации и восприятия окружающей среды. Несмотря на простоту строения, гребневики способны формировать высокоразвитые структуры, сходные с теми, которые встречаются у родственных таксонов.

«Полученные результаты позволят углубленно изучать другие группы организмов и проследить историю гребневиков вплоть до более поздних геологических эпох. Это даст возможность объяснить причины исчезновения эдиокарской биоты», — прокомментировал ученый.

Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.