Ископаемая слизь раскрыла тайны ранней эволюции позвоночных

Находка стала первым ископаемым, достоверно относящимся к миксиновым.

Фото Tetsuto Miyashita, University of Chicago.

Две конкурирующие концепции эволюционного древа позвоночных.

Иллюстрация Tetsuto Miyashita, University of Chicago.

Уникальные окаменелости позволили разрешить давний спор учёных о ранней эволюции позвоночных. Речь идёт о тех временах, когда от эволюционного ствола этой группы отделялись самые древние и примитивные ветви.

Находка позволила прояснить место на эволюционном древе одного из самых архаичных семейств позвоночных, ныне населяющих Землю: полуслепых обитателей океана, имеющих четыре сердца и одну ноздрю.

Результаты работы опубликованы в журнале PNAS группой во главе с Тецуто Мияситой (Tetsuto Miyashita) из Чикагского университета.

Современные миксиновые (Myxinidae) – это семейство экзотических существ, единственное не только в своём отряде, но и в классе миксин (Myxini). Внешне они похожи на угрей: гибкие длинные тела позволят им завязываться в узел.

Вместе с миногообразными миксиновые являются единственными ныне живущими представителями надкласса бесчелюстных. У этих животных есть череп, но нет челюстей.

Помимо необычного количества ноздрей и сердец, у миксиновых есть ещё одна примечательная особенность. Это способность к выделению слизи.

На теле животного есть множество желёз, которые в случае опасности выбрасывают специальные "снаряды". Это плотно свёрнутые волокна из белка кератина, у человека входящего в состав волос и ногтей. Эти нити настолько прочны, что специалисты ищут возможность производить их в качестве биоинженерной ткани.

Попадая в морскую воду, волокна впитывают её и разбухают. Получается вязкая масса из "волосков" и воды. Попадая в жаберные щели хищника, она может привести к тому, что он задохнётся. В минуту опасности типичное миксиновое способно превратить в подобную слизь до 20 литров окружающей воды.

Каково место этих примечательных существ на эволюционном древе? Биологи спорят об этом.

Большинство специалистов сходятся во мнении, что столь примитивные существа стали первой отдельной ветвью, обособившейся от позвоночных. Это случилось задолго до того, как разделились эволюционные пути, скажем, акулы и человека. Все дискуссии касаются в основном степени родства между миксиновыми и другими ныне живущими бесчелюстными, а именно миногообразными.

Согласно одной из гипотез, две эти группы отделились от основного эволюционного ствола позвоночных в разное время: сначала первые, затем вторые. На подобные предположения наталкивает анатомия современных миксиновых.

Однако генетические данные говорят в пользу другой версии. Согласно ей, первой от ствола позвоночных отделилась некая ныне исчезнувшая группа, предковая как для миксиновых, так и для миногообразных. Разделение двух этих ветвей произошло уже потом.

Таким образом, в первой гипотезе две этих группы представляют собой отдельные ветви, растущие из одного ствола. Во второй – два отростка одной ветви. Разница между двумя версиями показана на рисунке.

Две конкурирующие концепции эволюционного древа позвоночных.

До сего дня палеонтологи мало что могли добавить к спору генетиков с морфологами, ибо не было ни одного ископаемого, достоверно принадлежащего миксиновым. И вот теперь появилась первая такая находка.

Возраст окаменелости, найденной в Ливане, составляет примерно 100 миллионов лет, то есть оно относится к меловому периоду. Новый вид назвали Tethymyxine tapirostrum. Это существо имело длину тела около 30 сантиметров.

Целый ряд признаков говорит о том, что найденное животное действительно относится к миксиновым. Это и характерные хрящевые усики, и расположение жаберных щелей. Однако решающим доказательством послужили химические следы знаменитой слизи.

Используя синхротронное излучение, палеонтологи обнаружили более сотни точек повышенной концентрации кератина на теле древнего морского обитателя. Эти следы, вероятнее всего, представляют собой остатки характерных желёз. По мысли исследователей, такая защита могла спасать T. tapirostrum даже от таких крупных хищников, как ихтиозавры и плезиозавры.

Изучив анатомию "подопечной" окаменелости, авторы сделали вывод, что в старом споре правы всё-таки оказались генетики. Миксиновые и миногообразные действительно происходят от общего предка, отделившегося от общей линии позвоночных около 500 миллионов лет назад.

"Это серьёзная перестройка генеалогического древа всех рыб и их потомков. Это позволяет нам датировать эволюционное возникновение уникальных черт, которые отличают миксиновых от всех других животных", – говорит Миясита.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о целом арсенале, скрывавшемся во рту древних позвоночных.