Ученые объяснили на примере ископаемого иглокожего, как морская звезда стала пятирукой

В научной работе, опубликованной в журнале Current Biology, сотрудники музеев и университетов Германии, Великобритании, Испании и США описали двусторонне-симметричного иглокожего Atlascystis acantha, жившего в кембрийский период. Его окаменелость обнаружили в осадочных отложениях в горах Антиатлас в Марокко и определили как новый вид, ставший отправной точкой для всех иглокожих.

Сегодня к этой группе относятся морские звезды, морские ежи, морские лилии, офиуры (змеехвостки) и голотурии (морские огурцы). Для взрослых представителей характерна радиальная симметрия тела, при которой тело, если его вращать вокруг своей оси, будет выглядеть одинаково — как шар, цилиндр или конус.

Такая форма, особенно пятилучевая, резко отличается от двусторонней симметрии, которую демонстрируют большинство видов на земле, включая человека. У нас есть только одна плоскость, делящая тело на левую и правую половины, зеркальные отражения друг друга. Интересно, что у иглокожих радиальная симметрия вторична, поскольку их личинки двусторонне-симметричны (то есть и предки иглокожих были такими). Именно этот эволюционный разрыв не могли объяснить даже генетики.

Окаменелость помогла понять, как сформировался уникальный тип симметрии тела современных морских звезд./ © Stephanie C. Woodgate et al.

Ископаемый Atlascystis acantha представляет собой как раз двусторонне-симметричного иглокожего, что и позволило авторам научной работы раскрыть механизмы его развития. Ученые использовали трехмерную визуализацию, анализ роста и передовые филогенетические методы, чтобы реконструировать извилистый эволюционный путь иглокожих.

Исследователи обнаружили, что у их древнего предка было уплощенное, покрытое шипами тело с двусторонней симметрией и двумя скелетными пластинами, похожими на сегодняшние амбулакры у пятилучевых морских ежей или звезд. Это один из узких, обычно вытянутых участков панциря, отходящих радиально ото рта у иглокожих, вдоль которых располагаются нервные тяжи, кровеносные сосуды и каналы водно-сосудистой системы. Эти беспозвоночные используют их для передвижения и питания. Амбулакры послужили главным ориентиром для сравнения организмов, подтвердившим их общее происхождение.

Палеонтолог-любитель открыл первое иглокожее, потерявшее скелет Несколько лет любитель палеонтологии Крис Хафнер упорно вел раскопки на территории кладбища в Пенсильвании и обнаружил кое-что интересное. Фото своей находки он опубликовал в интернете, где ее увид… naked-science.ru

Филогенетический анализ восстановил Atlascystis как наиболее близких к общему предку иглокожих, то есть предков ныне живущих. Анализ роста показал, что он, вероятно, сохранял двустороннюю симметрию на протяжении всей жизни и в течение сотен миллионов лет. Современные же животные демонстрируют ее только в самом начале, по мере взросления принимая пятирукие формы. Одна из возможных причин их развития — редукция определенной области туловища до одной, потом — удвоение оставшейся структуры, выполняющей функцию руки, утроение, а впоследствии появление пяти амбулакров. Почему развились именно пять лучей, по-прежнему остается загадкой.