Опровергнута теория происхождения позвоночных
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Миноги — бесчелюстные рыбы, похожие на угрей, появившиеся на Земле полмиллиарда лет назад. У современных миног необычный жизненный цикл. Они обитают в пресных водах. Взрослые особи — наружные паразиты, которые присасываются к крупным рыбам и питаются их кровью. Личинки миног — пескоройки, или аммоцеты — после выхода из икры зарываются в ил и пропускают через себя водный поток, отфильтровывая из него детрит и микроскопические организмы.
Личинки настолько отличаются от взрослых особей, что ученые первоначально думали, что они принадлежат к отдельному виду. А когда выяснилось, что это лишь стадия развития, увидели в примитивных личинках миног прообраз далеких предков всех позвоночных.
Недавно палеонтологи обнаружили в отложениях каменноугольного периода в Южной Африке и США окаменелости миног возрастом от 310 до 360 миллионов лет. Ценность этих находок заключается в том, что среди них представлены все стадии развития древних животных — от только что вылупившихся из икры мальков, едва достигающих 15 миллиметров в длину и еще не лишившихся желточного мешка, до взрослых особей. Оказалось, что древние миноги, которые, в отличие от своих современных собратьев, жили в море, а не в пресной воде, не проходили стадию аммоцетов.
"Примечательно, что у нас достаточно образцов, чтобы реконструировать траекторию от вылупления до взрослой особи в нескольких независимых линиях ранних миног, — приводятся в пресс-релизе Чикагского университета слова одного из авторов исследования Майкла Коутса (Michael Coates), профессора кафедры биологии и анатомии организмов. — Каждый из них показывает одну и ту же картину: личинка похожа на миниатюрную взрослую особь".
У только что вылупившихся мальков уже были большие глаза и "зубастые" присоски, которые развиваются у современных миног только в зрелом возрасте.
"Современные личинки миноги использовались в качестве модели наследственного состояния, которое привело к возникновению линии позвоночных, — говорит ведущий автор исследования Тецуто Мияшита (Tetsuto Miyashita) из Канадского музея природы. — Они казались достаточно примитивными, сопоставимыми с червеобразными беспозвоночными, и их качества соответствовали предположительному описанию рудиментарных форм, восходящих к началу эволюции позвоночных. Но теперь мы практически исключили миног из предков позвоночных. Теперь нам нужна альтернатива".
Возможно, считают авторы, такой альтернативой могут стать панцирные бесчелюстные рыбы остракодермы, которые теперь можно рассматривать в качестве корневого элемента генеалогического древа позвоночных.
"Миноги — совсем не подходят на роль "капсулы времени", как мы когда-то думали", — отмечает Коутс.
Стадия фильтрующих личинок у современных миног возникла в процессе эволюции, считают ученые. Возможно, это нововведение позволило миногам заселить пресноводные водоемы, где рыбы было намного меньше, чем в морях.
"Миноги таким образом решили эту проблему. Их личинки закапывались в грунт и заглатывали все доступные частицы пищи, до тех пор, пока не созреют достаточно, чтобы начать искать собственную добычу", — объясняет Мияшита.