 |
Ученые из Калифорнийского университета в Беркли пришли к выводу, что первым животным, вероятно, был гребневик, хищник, который рыщет в океанских водах в поисках добычи. |
Уже более столетия вопрос о том, как выглядели самые ранние животные, появившиеся в древних океанах более полумиллиарда лет назад, интриговал биологов. Поиск этих древних предков был сложной загадкой, и исследователи часто колеблются между двумя основными претендентами: губками, стационарными фильтраторами, и гребневиками, прожорливыми хищниками, передвигающимися веслами.
Однако революционное исследование, опубликованное на этой неделе в престижном журнале Nature, дало однозначный ответ: гребневики, также известные как гребневики, были первой линией, ответвившейся от животного древа жизни. Губки последовали этому примеру, разнообразив всех остальных животных, включая линию, ведущую к человеку. Это открытие не только меняет наше понимание ранней эволюции животных, но и дает ценную информацию о развитии ключевых особенностей биологии животных.
Исследование, возглавляемое исследователями Дэниелом Рохсаром из Калифорнийского университета в Беркли , Даррином Шульцем и Олегом Симаковым из Венского университета , углубляется в древнее происхождение животных, область, где прямые летописи окаменелостей отсутствуют из-за мягкотелых животных. природа этих ранних существ.
Вместо этого команда обратилась к геномному сравнению современных видов животных, чтобы получить представление о наших далеких предках. Рохсар объясняет:
«Самый последний общий предок всех животных, вероятно, жил 600 или 700 миллионов лет назад. Трудно сказать, какими они были, потому что они были животными с мягким телом и не оставили прямых окаменелостей. Но мы можем использовать сравнения живых животных, чтобы узнать о наших общих предках».
Ключ к разгадке этой древней тайны лежит в понимании взаимоотношений между различными линиями животных и определении того, какая группа разошлась первой. Чтобы добиться этого, исследователи изучили маловероятный источник: организацию генов в хромосомы. Каждый вид имеет характерное число хромосом и уникальное распределение генов по этим хромосомам.
Команда, опираясь на более раннюю работу, которая выявила сходство наборов генов у губок, медуз и различных беспозвоночных, приступила к компьютерной реконструкции хромосом общего предка этих разнообразных животных.
Однако до 2021 года гребневики представляли собой особую проблему из-за незнания структуры их хромосом. Круз и Стивен Хэддок из Научно-исследовательского института аквариумов Монтерей-Бей (MBARI) успешно определили хромосомную структуру гребневика Hormiphora Californensis. Это открытие сыграло решающую роль в разрешении древней эволюционной загадки.
Когда исследователи сравнили хромосомы разных животных и неживотных, они заметили поразительную закономерность. У гребневиков и неживотных были общие комбинации генов и хромосом, тогда как у губок и других животных наблюдалось совершенно разное расположение хромосом.
Рохсар описывает это как «дымящийся пистолет», указывая на то, что гребневики разветвлялись от животного дерева до того, как произошли хромосомные перестройки. Эти древние хромосомные сигнатуры сохранялись в геномах животных на протяжении сотен миллионов лет, предоставляя убедительное доказательство того, что гребневики являются самой ранней ветвью животного древа жизни.
Шульц подчеркивает важность этого открытия, заявляя:
«Отпечатки этого древнего эволюционного события все еще присутствуют в геномах животных сотни миллионов лет спустя. Это исследование... дает нам контекст для понимания того, что делает животных животными. Эта работа поможет нам понять основные функции, которые мы все разделяем, например, как они чувствуют окружающую среду, как едят и как двигаются».
Чтобы оценить важность этого открытия, важно понять более широкий контекст эволюции животных. Животные с централизованным мозгом, кишками, идущими от рта к анусу, мышцами и другими общими чертами принадлежат к группе, известной как билатерии, в которую входят и люди. Однако другие животные, такие как медузы, морские анемоны, губки и гребневики, обладают более простым строением тела и лишены многих двусторонних особенностей, таких как четко выраженный мозг, нервная система или мышцы.
Несмотря на эти различия, эти существа по-прежнему демонстрируют фундаментальные характеристики животной жизни, включая развитие многоклеточных тел из оплодотворенной яйцеклетки.
Споры вокруг порядка, в котором эти разнообразные существа ответвлялись от главного ствола животного древа жизни, продолжались долгие годы. Традиционные методы, основанные на изучении последовательностей генов, не смогли дать однозначного ответа из-за глубокой древности их расхождения. Как объясняет Рохсар: «Результаты сложных исследований, основанных на последовательностях, были в основном разделены. Некоторые исследователи провели хорошо спланированный анализ и обнаружили, что губки ветвятся первыми. Другие провели столь же сложные и обоснованные исследования и получили гребневики. На самом деле никакой конвергенции не произошло. к окончательному ответу».
Губки, которых часто считают примитивными из-за их стационарного образа жизни и отсутствия нервов и мышц, традиционно считались самой ранней сохранившейся ветвью животного дерева. Эта точка зрения предполагала линейный прогресс от одноклеточных простейших к губкообразным многоклеточным организмам, что привело к появлению всего разнообразия современных животных, включая человека.
Однако гребневики, несмотря на внешнее сходство с медузами, предложили альтернативную точку зрения. Эти загадочные существа передвигаются с помощью рядов бьющихся ресничек, отличающихся от плавательного механизма медуз. Открытие того, что гребневики, а не губки, являются самой ранней ветвью животного дерева, бросает вызов нашему традиционному пониманию эволюции животных.
Это новаторское исследование дает новый взгляд на происхождение жизни животных и предлагает свежий взгляд на ранние ветви древа жизни животных. Понимание этих взаимоотношений между линиями животных имеет решающее значение для расшифровки эволюции ключевых биологических особенностей, таких как нервная система, мышцы и пищеварительный тракт. Как метко выразился Шульц:
«Мы разработали новый способ взглянуть на происхождение жизни животных одним из самых глубоких возможных взглядов. Это открытие заложит основу для того, чтобы научное сообщество начало лучше понимать, как развивались животные». "
Исследование подчеркивает силу геномики в раскрытии древних загадок и изменении нашего понимания мира природы. Хотя прямые предки животных, появившиеся более полумиллиарда лет назад, остаются неуловимыми, генетические подсказки, оставленные в геномах современных существ, позволяют заглянуть в далекое прошлое. По мере того, как мы продолжаем исследовать сложную паутину жизни на Земле, каждое открытие приближает нас на один шаг к разгадке тайн нашего общего происхождения с разнообразными существами, населяющими нашу планету.
Однако революционное исследование, опубликованное на этой неделе в престижном журнале Nature, дало однозначный ответ: гребневики, также известные как гребневики, были первой линией, ответвившейся от животного древа жизни. Губки последовали этому примеру, разнообразив всех остальных животных, включая линию, ведущую к человеку. Это открытие не только меняет наше понимание ранней эволюции животных, но и дает ценную информацию о развитии ключевых особенностей биологии животных.
Исследование, возглавляемое исследователями Дэниелом Рохсаром из Калифорнийского университета в Беркли , Даррином Шульцем и Олегом Симаковым из Венского университета , углубляется в древнее происхождение животных, область, где прямые летописи окаменелостей отсутствуют из-за мягкотелых животных. природа этих ранних существ.
Вместо этого команда обратилась к геномному сравнению современных видов животных, чтобы получить представление о наших далеких предках. Рохсар объясняет:
«Самый последний общий предок всех животных, вероятно, жил 600 или 700 миллионов лет назад. Трудно сказать, какими они были, потому что они были животными с мягким телом и не оставили прямых окаменелостей. Но мы можем использовать сравнения живых животных, чтобы узнать о наших общих предках».
Ключ к разгадке этой древней тайны лежит в понимании взаимоотношений между различными линиями животных и определении того, какая группа разошлась первой. Чтобы добиться этого, исследователи изучили маловероятный источник: организацию генов в хромосомы. Каждый вид имеет характерное число хромосом и уникальное распределение генов по этим хромосомам.
Команда, опираясь на более раннюю работу, которая выявила сходство наборов генов у губок, медуз и различных беспозвоночных, приступила к компьютерной реконструкции хромосом общего предка этих разнообразных животных.
Однако до 2021 года гребневики представляли собой особую проблему из-за незнания структуры их хромосом. Круз и Стивен Хэддок из Научно-исследовательского института аквариумов Монтерей-Бей (MBARI) успешно определили хромосомную структуру гребневика Hormiphora Californensis. Это открытие сыграло решающую роль в разрешении древней эволюционной загадки.
 |
Эта тюльпановая губка из рода Hyalonema была сфотографирована в 2009 году ROV Doc Ricketts компании MBARI во внешнем районе Монтерей-Фан на глубине примерно 3500 метров. |
Когда исследователи сравнили хромосомы разных животных и неживотных, они заметили поразительную закономерность. У гребневиков и неживотных были общие комбинации генов и хромосом, тогда как у губок и других животных наблюдалось совершенно разное расположение хромосом.
Рохсар описывает это как «дымящийся пистолет», указывая на то, что гребневики разветвлялись от животного дерева до того, как произошли хромосомные перестройки. Эти древние хромосомные сигнатуры сохранялись в геномах животных на протяжении сотен миллионов лет, предоставляя убедительное доказательство того, что гребневики являются самой ранней ветвью животного древа жизни.
 |
Недавно обнаруженная и до сих пор неописанная биолюминесцентная глубоководная губка, обнаруженная в 2019 году с помощью ROV Doc Ricketts компании MBARI у берегов Центральной Калифорнии на глубине примерно 3970 метров. |
Шульц подчеркивает важность этого открытия, заявляя:
«Отпечатки этого древнего эволюционного события все еще присутствуют в геномах животных сотни миллионов лет спустя. Это исследование... дает нам контекст для понимания того, что делает животных животными. Эта работа поможет нам понять основные функции, которые мы все разделяем, например, как они чувствуют окружающую среду, как едят и как двигаются».
Чтобы оценить важность этого открытия, важно понять более широкий контекст эволюции животных. Животные с централизованным мозгом, кишками, идущими от рта к анусу, мышцами и другими общими чертами принадлежат к группе, известной как билатерии, в которую входят и люди. Однако другие животные, такие как медузы, морские анемоны, губки и гребневики, обладают более простым строением тела и лишены многих двусторонних особенностей, таких как четко выраженный мозг, нервная система или мышцы.
 |
Hormiphora Californensis, называемая калифорнийским морским крыжовником, представляет собой гребневик, или гребневик, распространенный в прибрежных водах Калифорнии. У гребневиков есть восемь наборов ресничек, идущих по бокам, которые они используют, чтобы перемещаться по океанам в поисках пищи. Этот экземпляр наблюдался в 2016 году с помощью дистанционно управляемого аппарата (ROV) MBARI «Док Рикеттс» в каньоне Монтерей на глубине примерно 280 метров. |
Несмотря на эти различия, эти существа по-прежнему демонстрируют фундаментальные характеристики животной жизни, включая развитие многоклеточных тел из оплодотворенной яйцеклетки.
Споры вокруг порядка, в котором эти разнообразные существа ответвлялись от главного ствола животного древа жизни, продолжались долгие годы. Традиционные методы, основанные на изучении последовательностей генов, не смогли дать однозначного ответа из-за глубокой древности их расхождения. Как объясняет Рохсар: «Результаты сложных исследований, основанных на последовательностях, были в основном разделены. Некоторые исследователи провели хорошо спланированный анализ и обнаружили, что губки ветвятся первыми. Другие провели столь же сложные и обоснованные исследования и получили гребневики. На самом деле никакой конвергенции не произошло. к окончательному ответу».
 |
Гребневик Bolinopsis microptera встречается по всему миру |
Губки, которых часто считают примитивными из-за их стационарного образа жизни и отсутствия нервов и мышц, традиционно считались самой ранней сохранившейся ветвью животного дерева. Эта точка зрения предполагала линейный прогресс от одноклеточных простейших к губкообразным многоклеточным организмам, что привело к появлению всего разнообразия современных животных, включая человека.
Однако гребневики, несмотря на внешнее сходство с медузами, предложили альтернативную точку зрения. Эти загадочные существа передвигаются с помощью рядов бьющихся ресничек, отличающихся от плавательного механизма медуз. Открытие того, что гребневики, а не губки, являются самой ранней ветвью животного дерева, бросает вызов нашему традиционному пониманию эволюции животных.
 |
Новое исследование показывает, как самые ранние животные (цветные прямоугольники) произошли от одноклеточных простейших (три верхние линии) примерно миллиард лет назад. Живые потомки изображены справа. Гребневики, а не губки (Porifera), наиболее тесно связаны с первыми животными, ответвившимися от линии животных (Metazoa). |
Это новаторское исследование дает новый взгляд на происхождение жизни животных и предлагает свежий взгляд на ранние ветви древа жизни животных. Понимание этих взаимоотношений между линиями животных имеет решающее значение для расшифровки эволюции ключевых биологических особенностей, таких как нервная система, мышцы и пищеварительный тракт. Как метко выразился Шульц:
«Мы разработали новый способ взглянуть на происхождение жизни животных одним из самых глубоких возможных взглядов. Это открытие заложит основу для того, чтобы научное сообщество начало лучше понимать, как развивались животные». "
Исследование подчеркивает силу геномики в раскрытии древних загадок и изменении нашего понимания мира природы. Хотя прямые предки животных, появившиеся более полумиллиарда лет назад, остаются неуловимыми, генетические подсказки, оставленные в геномах современных существ, позволяют заглянуть в далекое прошлое. По мере того, как мы продолжаем исследовать сложную паутину жизни на Земле, каждое открытие приближает нас на один шаг к разгадке тайн нашего общего происхождения с разнообразными существами, населяющими нашу планету.
(Copyrighted © Перевод с англ. Louiza Smith)
Источник:
JJ Shavit, «The Brighter Side of News»,
«Scientists discover the oldest living creature on Earth, from 700 million years ago»