Ученые наконец-то узнали, как выглядело первое животное на Земле

Ученые наконец-то раскрыли давнюю научную тайну того, как выглядело первое многоклеточное животное на Земле. Губки (Porifera) в течение длительного времени были главным претендентом на звание первого животного из-за их анатомической простоты, как, например, отсутствие нервной системы, но когда исследователи глубже погрузились в генетическую историю, у губок появился соперник.

• Ученые впервые обнаружили рыб, которые могут задерживать дыхание: для чего им это нужно

Детали

Теперь новые данные свидетельствуют о том, что гребенчатые медузы (ctenophores, ктенофоры), отдаленные родственники настоящих медуз, побеждают губок в гонке за первенство, несмотря на то, что гребенчатые медузы имеют более сложную дифференцированную нервную систему. Они являются отличным примером того, что эволюция не является прямой линией от меньшей к большей сложности организмов. Молекулярный биолог и автор исследования Дэниел Рохсар из Калифорнийского университета в Беркли отмечает:

Последний всеобщий предок всех животных, вероятно, жил 600 или 700 миллионов лет назад. Трудно знать, какими они были, потому что они были животными с мягким телом и не оставили прямых окаменелостей. Но мы можем использовать сравнение между существующими животными, чтобы узнать о наших общих предках.

Предварительный анализ, сосредоточенный только на последовательностях генов, дал противоречивые результаты: некоторые последовательности свидетельствуют о том, что первыми на Земле появились губки, а другие указывают на то, что это были гребенчатые медузы.

Сравнивая структуру высококонсервативных последовательностей генов в их генетических молекулах (хромосомах) биоинформатик Венского университета Даррин Шульц и его коллеги выявили закономерности, четко указывающие на порядок эволюционных событий между организмами.

Как и у всех гребенчатых медуз, калифорнийский морской крыжовник имеет восемь комплектов ресничек, проходящих по сторонам, которые он использует, чтобы плавать в поисках пищи. Фото: Darrin Schultz/Monterey Bay Aquarium Research Institute

Исследователи сравнили свои недавно секвенированные геномы гребенчатой ​​медузы, двух морских губок, двух одноклеточных животных (хоанофлагеллят и амебы) и микробного рыбного паразита, связанного как с животными, так и с грибами (ихтиоспорами), с другими более современными животными.

Сцепление высококонсервативных генных последовательностей, отысканных в одной хромосоме у всех животных, выявило очевидную закономерность. Губки и более современные животные имеют одинаковые признаки редкого слияния и перестройки хромосом. Но этого не было у гребенчатых медуз, геномы которых похожи на других одноклеточных животных. Дэниел Рохсар заявил:

Это было неопровержимое доказательство. Мы нашли несколько перегруппировок, общих для губок и животных, которые не являются ктенофорами. Напротив, ктенофоры напоминали не-животных. Простейшим объяснением является то, что ктенофоры ответвились до того, как произошли перегруппировки.

Итак, скорее всего, сначала эволюционировали гребенчатые медузы, а затем губки. Затем эти губки передали свое новое смешанное расположение хромосом животным-потомкам. Рохсар также отмечает:

Требовалась некая статистическая детективная работа, чтобы убедить себя, что это действительно четкий сигнал, а не просто случайный шум. Потому что мы имеем дело с относительно небольшими группами генов и, возможно, миллиард лет разногласия между животными и не-животными. Но сигнал есть и он решительно подтверждает сценарий "сначала разветвленные ктенофоры". Единственным способом, которым альтернативная гипотеза о губке может быть верной, было бы, если бы множественные конвергентные перегруппировки произошли как у губок, так и у животных не-ктенофоров, что очень маловероятно.

Новые методы, которые команда разработала, чтобы сделать это открытие, позволят более точно исследовать другие эволюционные тайны в глубине времени. Даррин Шульц отмечает, что следы этого давнего эволюционного события все еще присутствуют в геномах животных спустя сотни миллионов лет. Он подчеркивает:

Это исследование дает нам контекст для понимания того, что делает животных животными. Эта работа поможет нам понять основные функции, общие для всех нас, например, как они чувствуют окружающую среду, как они едят и как они двигаются.

Ранее учёные поделились редкими кадрами, на которых киты принимают спа-процедуры. Исследователям удалось снять, как эти морские млекопитающие трутся спинами о песок, чтобы отчистить свою кожу.