Cei mai vechi strămoși ai anelidelor ar putea fi asemănători cu brachiopodii • Serghei Yastrebov • Stiri despre "Elemente" • Evoluția, paleontologia, sistematica, zoologia

Cei mai vechi strămoși ai anelidelor ar putea fi ca brachiopodii.

Fig. 1. Unele fosile cambriene. a-c – resturi de animale care au trăit mai devreme de 536 milioane de ani în urmă: o – protocodonită Prothertzina unguliformis (element al aparatului oral); b – Anabarites tristichus (Tub) c – Anabarites hexasulcatus (Tub). Protokonodonty – rude vechi ale săgeților din mare. Anabarites – micile animale timpurii cambriene, a căror identitate sistematică este complet necunoscută.
d-g – cochiliile reprezentanților Lophotrochozoa, care au trăit după 536 de milioane de ani în urmă: d – Barmisia hemisimetrică (Clam) e – Anabarella plana (Clam) f – Purella antiqua (Clam) g – Tumuldaria incomperta (Brachiopod). Ilustrație a articolului în discuțieTranzacțiile filosofice ale societății regale B

O revizuire a evenimentelor exploziei cambriene (cum este de obicei numită revoluția din lumea animală, care a început cu aproximativ 540 milioane de ani în urmă) arată că din cele mai mari ramuri evolutive ale animalelor, grupul Spiralia apare în registrul fosil, care include anelide, moluscuri, brachiopoduri și alte câteva tipuri. S-a emis ipoteza că strategia unică de adaptare a spiralelor antice a fost dezvoltarea unui stil de viață sedentar, însoțit de crearea unei forme ciudate a corpului cu un intestin în formă de U curbat. Această ipoteză este controversată, dar dacă se dovedește a fi adevărată, ea poate influența foarte mult înțelegerea noastră despre evoluția timpurie a animalelor simetrice bidirecțional.

De la galaxie la genom

Ce evenimente pot fi numite cele mai importante în istoria vieții pe Pământ?

Cel mai important dintre toate, desigur, a fost apariția vieții ca atare – pe planeta noastră sa întâmplat acum 4 miliarde de ani. Aparent, apariția celulelor cu nuclei s-a dovedit a fi nu mai puțin decisivă (vezi, de exemplu: M. Nikitin, 2014. Sa prezentat o nouă ipoteză a originii unei celule eucariote). Dar majoritatea biologilor vor plasa cel mai probabil explozia Cambrian pe locul al treilea – aspectul "aproape instantanee" (conform unor autori) a multor tipuri moderne de animale din istoria fosilelor. Au fost foarte puține evenimente care au schimbat atât de mult fața Pământului.

Cronologia uscată ne spune că explozia cambriană marchează granița a două perioade – ediacaria (acum 635-541 milioane de ani) și Cambrian (acum 541-485 milioane de ani). Tot ceea ce era pe Pământ înainte de explozia cambriană, adică ediacia și numeroase ere mai vechi, se numește în mod tradițional Precambrian.

Motivele exploziei Cambrian nu sunt atât de neclar: sunt prea multe dintre ele, iar oamenii de știință nu s-au săturat să argumenteze despre care unul este principalul. În plus, este încă discutabil dacă a fost o "explozie", adică apariția rapidă a multor noi ramuri evolutive.Există o ipoteză a unei "evoluții precambrice lungi ascunse", conform căreia majoritatea acestor ramuri au apărut mult mai devreme, iar la începutul cambrianului reprezentanții lor au găsit doar schelete și au început să se îngroape mai bine (a se vedea Diversificarea animalelor începută cu mult înainte de explozia cambriană, "Elements" 13 decembrie 2011). Ipoteza unei "explozii" este adesea susținută de datele paleontologiei și biologiei dezvoltării, iar ipoteza unei "evoluții precambrice latente îndelungate" este susținută de sistematica moleculară. Studiile efectuate prin metoda orelor moleculare deseori "trimit" strămoșii animalelor moderne nici măcar la ediacaria, ci într-o perioadă mai veche – criogenie (acum 720-635 milioane de ani).

Încercările de a reconcilia toate aceste date unul cu altul conduc de obicei pe autori moderni la o opinie intermediară între cele două extreme: evoluția precambriană a tipurilor moderne de animale a fost, dar nu prea lungă.

Care sunt motivele care ar putea fi cauzate de explozia Cambrian (dacă este reală)? Există cel puțin trei răspunsuri posibile la acest lucru.

Primul răspuns este genetica. Se presupune că în apropierea rândului de ediacaria și Cambrian în animale multicelulare a avut loc o anumită revoluție genetică,a determinat fluxul de "experimente" pentru a crea diferite planuri pentru structura corpului. Cu toate acestea, perioada acestei "experimentări" sa dovedit a fi scurtă după standardele istoriei Pământului. Sistemul genetic care controlează dezvoltarea a generat în curând feedback suplimentar și pierderea flexibilității. Un "core" (nucleu) conservator stabil a apărut, oarecum similar cu nucleul unui sistem de operare pe calculator, care a fost păstrat fără modificări speciale de 500 milioane de ani. De aceea, noi tipuri de animale, din câte știți, nu mai apar. Explicația genetică a exploziei cambriene este susținută, de exemplu, de cel mai mare genetician britanic Peter Holland (a se vedea "Duplicarea genelor homeobox ar putea fi unul dintre motivele exploziei Cambrian, Elements, 13 februarie 2015").

Cel de-al doilea răspuns este ecologic. Evident, noi grupuri de organisme apar în mod masiv în prezența unor nișe ecologice vacante care pot fi ocupate. Uneori acest proces se numește "umplerea barilului ecologic". La începutul cambrianului, el a mers cu siguranță cu puterea și cu principalul. Odată cu adăugarea faptului că animalele în evoluție nu numai că au ocupat nise ecologice gata, au creat și altele noi, transformând procesul într-unul autocatalitic (veziReacția lanțului de speciație, "Elemente", 11.02.2009). Dar cu genomul, în același timp nu s-ar fi putut întâmpla nimic special, factorii ecologici ar fi fost suficienți pentru a accelera evoluția. O astfel de viziune asupra lucrurilor a fost dezvoltată timp de mulți ani de către paleontologul american Douglas Erwin – cu toate acestea, el nu este înclinat la extreme și nu neagă rolul posibil al cauzelor genetice (a se vedea, de exemplu, DH Erwin et al., 2011). istoria ecologică a animalelor).

În cele din urmă, al treilea răspuns posibil este fizic. Ce se întâmplă dacă accelerarea evoluției la începutul Cambrianului se datorează unor condiții speciale pe Pământ, care au apărut brusc și nu au durat mult? Ipotezele de acest fel au avut întotdeauna o reputație de amatori în rândul biologilor serioși, dar acest lucru nu este un motiv pentru a le respinge în avans. De exemplu, în ultimii ani, explozia cambriană a fost încercată în mod serios să fie asociată cu schimbările climatice cauzate de exploziile supernovelor (R. Kataoka et al., 2014. Nebula Winter: perioadele târzii neoproterozoice și cambriene).

În ediția revistei Gondwana Research, special dedicat subiectului exploziei cambriene, articolul introductiv editorial a primit un nume care amintea de o ficțiune științifică bună: "Dincolo de explozia cambriană: de la galaxie la genom" (Y. Isozaki et al., 2014. Dincolo de explozia cambriană: de la galaxie la genom) .Genome, comunitate, planetă, Galaxie – la oricare dintre aceste nivele, puteți găsi factori care pot afecta evenimentele evolutive majore. Nu există nicio îndoială că, în realitate, cauzele și efectele cauzate de ele s-au interconectat în cel mai complicat mod. Dar ce factor a fost decisiv – "declanșatorul", ca să spunem așa – nu a reușit încă să-și dea seama.

Despre rădăcini și ramuri

Înțelegerea mecanismului exploziei Cambrian, desigur, va fi cu atât mai ușoară, cu atât mai bine cunoaștem evoluția evenimentelor (indiferent de explicațiile cauzale). Deci, exact la începutul cambrianului "a explodat"?

O altă încercare de a restabili ordinea în această chestiune a fost făcută de Graham Budd (Graham Edward Budd) – cel mai faimos expert în Cambridge, paleontologul britanic, care deține funcția de profesor la Universitatea Uppsala din Suedia (Universitatea Uppsala). Budd folosește pentru aceasta terminologia sistematică filogenetică modernă sau cladistica, a cărei aparatură conceptuală este cu adevărat clară.

Conceptele necesare aici sunt destul de simple. Toată lumea știe că evoluția oricărui grup de organisme (în orice caz, orice grup de animale) poate fi reprezentată grafic ca un copac.Arborele are o rădăcină (strămoș comun), un trunchi și ramuri care se extind din trunchi. Verticala de-a lungul careia copacul se intinde este, desigur, timp. Unele ramuri ale copacului ajung în prezent, iar unele pauze mai devreme, adică, mor.

Să lăsăm pe copac toate ramurile, ale căror reprezentanți au supraviețuit până în prezent, și să-și găsească strămoșii lor. Grup care cuprinde acest strămoș comun și din toate descendenții săi, fie ei moderni sau dispăruți, vor fi chemați grupul croon (grupul coroanei). Restul arborelui va fi chemat tulpină (grupul de tulpini). Membrii grupului de tulpini, prin definiție, pot fi doar dispăruți. Dacă un copac evolutiv este reprezentat ca un copac normal, atunci grupul coroanei este coroana, iar grupul de tulpini este partea inferioară a trunchiului cu ramuri adiacente.

Fig. 2. Crown și grupuri de tulpini. Împreună se formează grup total (grup total). Explicațiile rămase în text. Ilustrație din articol: G. E. Budd, 2003. Recordul fosilar Cambrian și originea phylei

Acum putem înțelege teza principală a lui Graham Budd. El crede asta Kroon Grupuri de toate tipurile moderne de animale au apărut abia după explozia cambriană, adică în perioada cambrianilor (și în nici un caz în Precambrian, ca suporteri ai "evoluției precambrice ascunse de mult").Mai mult, pentru unele tipuri nu se poate exclude ca grupurile lor de coroane să apară și mai târziu – în perioada următoare, Ordovician. Dar "rădăcinile" tipurilor moderne – adică, vorbind într-un mod științific, a lor tijă grupuri – pot merge la Precambrian. Este puțin probabil că este foarte profund, dar pot.

Judecând după înregistrarea fosilelor, grupurile de coroane din cele mai moderne tipuri de animale s-au format în mijlocul Cambrianului (cu aproximativ 515 milioane de ani în urmă). O concluzie suplimentară și o întrebare imediat urmează de aici.

Concluzia este că majoritatea animalelor fosile din din prima Cambrianul, care aparține în mod evident unor tipuri moderne, probabil aparține tulpinilor, nu grupurilor de coroane de acest tip. Acest lucru este important, deoarece fauna timpurie cambriană este acum studiată destul de activ – înțelegător, este interesantă pentru toată lumea. Și această faună este, în multe privințe, fundamental diferită de orice faună ulterioară a Pământului, de la mijlocul Cambrianului până la cel modern. De exemplu, pentru a face referire la orice animale timpurii Cambrian la moderne clase cu siguranță fără sens, aceste clase tocmai pur și simplu nu erau în natură.

Acum, să ne gândim la problema emergentă.Păstrați grupurile de coroane de animale moderne în Cambrian, cel puțin în ordovician, dar nu mai târziu. Și de ce, de fapt, nu mai târziu? De ce nu ar trebui să apară un grup de coroane de un anumit tip, de exemplu, în perioada jurasică (201-145 milioane de ani în urmă, în perioada de glorie a dinozaurilor) sau în Cretacic sau Cenozoic? La urma urmei, există astfel de exemple. De exemplu, jeleu de mătase este un tip foarte vechi, grupul său de tulpini se duce exact la Precambrian. În același timp, strămoșul comun al tuturor ctenoforilor moderni, aparent, a trăit geologic recent – în Cenozoic, acum mai mult de 66 de milioane de ani (vezi Discuția despre rolul ctenoforilor în evoluție continuă, "Elemente", 18.09.2015). În acel moment, dinozaurii au dispărut deja, iar mamiferele au înflorit. Cu toate acestea, ctenoforii sunt o excepție rară, în majoritatea covârșitoare a tipurilor de animale nu vom găsi o astfel de situație. De ce?

Pentru a răspunde la această întrebare, Graham Budd a folosit ajutorul unui coleg care este bine pregătit în modelele matematice, Illiam Jackson. Împreună, au construit un model al unui copac evolutiv în creștere format dintr-un set de ramuri și furci, cu rate de speciation date (Sdin engleză speciația) și dispariția speciilor (Edin engleză extincție). Sa dovedit un fel de simulare pe calculator a evoluției. Unele ramuri "au dispărut", altele au atins nivelul desemnat drept modernitate. Programul folosit de Jackson a făcut posibilă modificarea valorilor parametrilor. S și E, constatând modul în care se modifică vizualizarea copacilor cu diferite combinații.

Rezultatele au fost după cum urmează. La rate egale de speciație și extincție (S = E) momentul apariției grupului de croon sa dovedit a fi întotdeauna aproximativ în mijlocul timpului total de creștere al copacului. Dacă astfel de animale s-ar comporta așa, grupurile lor de coroane vor apărea, în general, în anale, acum 270 de milioane de ani, adică ar fi mult mai tinere decât în ​​realitate. La o rată a extincției care depășește rata de specie (S < E), toate ramurile unui copac de computer repede "au murit" și nu a existat nimic de modelat mai departe. Dar dacă rata de specie a fost mai mare decât rata de extincție (S > E), atunci momentul apariției grupului coroanei sa schimbat până la începutul pomului. Și cu cât este mai mare magnitudinea S valoarea depășită E, cu atât mai mult sa mutat acolo. Cu o mare diferență S și E grupul kroon a apărut foarte devreme – intervalul dintre "pornire" și apariția grupului de croon ar putea fi, de exemplu,doar o zecime din timpul total al existenței pomului. Concluzie generală: cu cât evoluția este mai rapidă, cu atât grupul de tulpini este mai scurt și cu atât este mai mare coroana.

Acest lucru corespunde în mod ideal datelor moderne, conform cărora strămoșii unor tipuri numeroase și bine studiate de animale – de exemplu, artropode – la începutul Cambrianului au existat o creștere accentuată a ratei de evoluție (vezi artropodele confirmă realitatea exploziei cambriene, Elements, 17.11.2013). Să ne acordăm atenție: acum (împreună cu Budd și Jackson) nu discutăm motivele acestei creșteri, ci doar analizăm viteza proceselor, aproximativ ca în cinetica chimică. Grupele de animale moderne au apărut devreme, deoarece evoluția lor (cel puțin în acea perioadă) a fost rapidă.

Pe de altă parte, din același model, rezultă că grupurile de tulpini de tip modern care "coboară" în Precambrian – cu alte cuvinte, părțile stem ale copacilor lor evolutivi – ar trebui să fie scurte. Timpul existenței lor este o chestiune de milioane de ani, poate primele zeci de milioane, dar cu siguranță nu sute de milioane. În această privință, nu este confirmată ipoteza unei "evoluții precambrice ascunse de mult".

Aproximativ îngrozitor, putem spune că istoria unui tip modern de animale aleasă la întâmplare este probabil să fie împărțită în două etape: (1) evoluția grupului de tulpini, ocupând chiar sfârșitul precambrianului și începutul Cambrianului; (2) evoluția grupului coroanei, mijlocul Cambrianului – și încă. În plus, durata celei de-a doua etape este de aproximativ un ordin de mărime mai mare decât primul. Aceasta este descrierea "cinetică" a exploziei Cambrian.

Graham Budd consideră rezonabil să presupunem că grupul de animale din ambele părți simetrice (ramura gigantică, din care facem parte) a apărut cu aproximativ 560 milioane de ani în urmă, iar grupul coroanei, 15-20 de milioane de ani după aceea. Ar putea fi bine.

Arbore și explozie

Ei bine, cum ar fi adevăratul copac evolutiv care se încadrează în imaginea exploziei cambriene?

Clarăm această întrebare. Arborele evolutiv al animalelor la nivelul tipurilor este, în general, construit. Există puncte controversate în ea, dar ele sunt relativ puține și nu mai promite nici o revoluție științifică (a se vedea, de exemplu: Genomica comparativă face necesară reconsiderarea locului ctenoforilor pe arborele evolutiv al animalelor, Elements, 12/18/2015). Cu toate acestea, acest arbore este construit în principal pe date moleculare, ceea ce înseamnă că există ca și cum ar fi din timp.De exemplu, știm cu siguranță că strămoșul comun al omului și al crustaceei a trăit mult mai târziu decât strămoșul comun al omului și al râmelor. Dar ceea ce înseamnă în acest caz "în mod substanțial"? Și când, de fapt, a trăit el și ceilalți strămoși obișnuiți? Arborele evolutiv obișnuit nu dă răspunsuri la aceste întrebări. Adevărat, ele pot fi obținute folosind metoda deja menționată a ceasurilor moleculare, dar precizia va fi destul de scăzută.

Este posibilă legarea credibilă a nodurilor de copaci la ora istorică într-un singur mod: prin corelarea acestora cu date paleontologice. Perioada cambriană este cea mai importantă în acest sens, deoarece aproape toate tipurile de animale cunoscute au provenit din Cambrian sau puțin mai devreme. Aceasta înseamnă că aproape toate ramurile de interes ale copacului se referă fie direct la momentul exploziei Cambrian, fie la cartierul său temporar, nu prea îndepărtat.

Fig. 3. Arbore evolutiv al lumii animalelor (până la tipuri). Lophotrochozoa = Spiralia (în sensul în care acesta din urmă este folosit în text). Atunci când rudenia nu este stabilită fără echivoc, versiunile alternative sunt date de linia punctată. Ilustrația din articol: M. J. Telford și colab., 2015. Perspective filogenetice în evoluția animalelor

Cum este pomul din lumea animală în general? Trei ramuri de animale "inferioare" se îndepărtează de baza: ctenofori, bureți,lamelară (acestea din urmă nu sunt cunoscute în starea fosilă, prin urmare nu le vom mai discuta aici). Pe partea superioară condiționată a arborelui se află o ramură a animalelor "superioare", care este împărțită în banda și bilaterială, sau simetrică bidirecțională. Grupul bilateral este excepțional de mare și variat, astfel încât copacul bilateral este de obicei considerat separat. Acesta include trei ramuri puternice și unul subțire. Puternice ramuri, fiecare dintre acestea cuprinzând mai multe tipuri – secundar-scurte, vărsare și spirală. Ramura subțire este formată dintr-un singur tip de păr, maxilar sau săgeată maritimă. Shedding, spirale și săgeți de mare împreună sunt numite prim-turn.

Acum, împreună cu Graham Budd, putem să aruncăm o privire la înregistrarea paleontologică din Cambridge. În partea de jos a sistemului Cambrian se găsesc rămășițele de bureți, ctenofori ("destul de moderne", așa cum au remarcat autorii) și niște viermi care aparțin unui grup mare de molizi (vezi paleontologii chinezi au găsit cel mai vechi vier golovobobotny, "Elements", 4.06.2014). Dar, în general, chiar începutul faunei Cambrianului este surprinzător de sărac. Aceasta înseamnă că "explozia cambriană" a avut loc, deși rapid, dar nu chiar pe o scală geologică de timp instantaneu.

Următoarea etapă importantă este acum aproximativ 536 milioane de ani (șase milioane de ani după granița Cambrian). Din acest punct de vedere, rămășițele scheletice devin mult mai diverse. În cronică, încep să se găsească spiritele tipice, incluzând brachiopodii și chalcieriidele dispărute, creaturi foarte ciudate apropiate atât de anelide cât și de moluște (a se vedea Elementele găsite fosile, aproape de strămoșii obișnuiți ai moluștelor și anelidelor, Elemente, 6.03. 2007). În sfârșit, cu aproximativ 521 milioane de ani în urmă, apar "stelele" Cambrian din paleontologie – trilobiți, legați de molotă, ca și toți artropodii lor. Ei foarte înfloresc și umple toată Marea Cambriană.

Care este situația cu alte grupuri de bilateriu – săgeți de mare și secundare? Strămoșii săgeților marine apar în anale foarte devreme – chiar la începutul cambrianului. Dar cei care sunt secundari, dimpotrivă, devin bine vizibili, mai degrabă târziu. Există trei tipuri care sunt, fără îndoială, legate de muștele secundare: echinoderme, semi-chordate și chordate. Următoarele urme ale activității unora dintre ele (de exemplu, rămășițele de nurcă, similare cu cele pe care seamănă semicordul modern) se găsesc deja la începutul cambrianului.Dar cele mai vechi rămășițe ale corpurilor secundare – în acest caz echinoderme – se găsesc, conform datelor moderne, acum doar 520 milioane de ani. Secundar "în persoană" apar în înregistrarea fosilă mai târziu decât trilobiți. Cu toate acestea, descoperirile noi pot schimba această imagine.

Ghicitul spiralelor

După ce ați înțeles în prima aproximare cu arborele pedigree, puteți arunca o privire asupra faunei terestre. Este pe fauna ca un întreg, ca într-o comunitate în care se întâmplă ceva nou (sau nu). Se poate spune că acesta este un alt nivel de mărire a unui instrument imaginar, prin care privim evoluția.

Deci, la nivelul faunei pământului, unul dintre evenimentele principale din prima jumătate a Cambrianului a fost apariția animalelor spirală zdrobitoare cu 536 milioane de ani în urmă. Două alte grupuri mari de bacterii bilaterale – molotare și secundar-nordică – creează într-un fel în cronici de la începutul cambrianului, cu condiția ca prezența unor secundare să fie presupusă doar (după urmele fosile). Dar aici Graham Budd observă că, din punct de vedere al caracteristicilor faunei, urmele fosile sunt chiar mai de încredere decât corpurile fosile, deoarece conservarea corpurilor depinde mult mai mult de caracteristicile anatomice ale animalelor (de exemplu, dacă au un schelet solid sau au fost moi).Și nu există urme sau rămășițe ce aparțin în mod clar spiralei (în latină, se numesc Spiralia), chiar în fundul cambrianului. Se pare că din grupurile mari de baterii spiralele sunt ultimele care intră pe scenă. Interesant, care a fost "secretul" spiralelor care le-a permis să-și găsească locul special în comunitatea complexă care începuse să se formeze?

Spiralele sunt molime inferioare (grupul lor sora) în numărul de specii, dar probabil le depășesc în varietatea de forme. Viermii, moluștele, brachiopodii, briozoanii, fohoronii, viermii roșii, rotoferii, nemertinii și alte câteva tipuri puțin cunoscute publicului larg, dar nu mai puțin surprinzătoare (de exemplu, ciclioforii recent descoperiți) aparțin spiralelor. Numai această listă este deja impresionantă. Este dificil să vedem o asemănare, de exemplu, între un melc de grădină familiar tuturor și un bryozoa microscopic care trăiește într-un tub ca parte a unei colonii subacvatice atașate. Și există o asemenea similitudine? Într-adevăr, unitatea grupului Spiralia în domeniul său actual a fost stabilită în principal pe baza datelor biologice moleculare.

Fig. 4. Spiralia. În stânga sus – melcul de apă dulce Melanoides tuberculata (Fotografie de Christoph Kuhne de la uni-mainz.de). În partea dreaptă – brachiopod lingula (Foto Eric Roettinger de pe site-ul discoverwildlife.com). La stânga jos – vierme cu inel marin Nereis (Foto de Alexander Semenov de la flickriver.com). La dreapta jos – sipunkulida Themiste alutacea (Fotografie de Alvaro Migotto de la cebimar.usp.br)

Desigur, ar fi foarte interesant să oferim un sistem de spirale, așa cum se spune, o interpretare zoologică, explicând în mod clar modul în care a fost amenajat strămoșul lor comun, modul în care a condus modul de viață și modul în care moștenitorii lui s-au schimbat în diferite direcții evolutive. Dar pentru un grup atât de divers, legăturile de familie în care, în plus, sunt încă confuze, este foarte dificil să faceți acest lucru. În plus, orice încercare de acest fel va fi vulnerabilă la critica zoologilor profesioniști, care vor găsi imediat exemple contrare oricărui scenariu evolutiv propus.

Cu toate acestea, Graham Budd sa aventurat pentru a identifica o trăsătură pur anatomică, caracteristică a multor spirale și aproape exclusiv pentru ei. Este element intestinal curbat adesea asociate cu stilul de viață sedentar.

Este vorba despre asta. Tipic bilateral (în cazul în care aici puteți vorbi despre ceva tipic) este caracteristic rectului, care conectează gura și anusul la extremitățile opuse ale corpului.Dar la unele animale, intestinul devine "în formă de U", adică formează o bucla care iese în partea dorsală sau ventrală. Gura și anusul în acest caz pot fi foarte apropiate. Și forma corpului în astfel de animale nu este foarte raționalizată, deci sunt, de obicei, sechele sau lent cu crawlere.

Un intestin tipic în formă de U este în spirale ca brachiopodii. Recordul fosil al brachiopodelor este extrem de detaliat – acestea sunt bine conservate din cauza cochiliilor lor, iar numărul lor în mările antice era ridicat. Cercetările fosile sugerează că intestinul brachiopod în formă de U este o trăsătură veche, primitivă pe care acest tip a avut-o de la bun început și nu a fost dobândită recent.

Situația cu moluștele este mult mai complicată. Cea mai numeroasă clasă în tipul de moluște este gastropodii, adică melcii. Și în cochilia cohleei există o uriașă "cocoșă" moale – o pungă interioară umplută cu un intestin de plecare și cu organele adiacente (de exemplu, ficatul). Ce nu este un intestin în formă de U? Este adevărat că, în unele gastropods, sacul interior cu coaja dispare și intestinele devin drepte: acestea sunt niște mucegaiuri și nudibranchitele marine.Dar acesta este un stat secundar care servește ca o excepție care dovedește regula; anatomia comparativă demonstrează cu strictețe că strămoșii melcilor și nudibranchitei aveau o cochilie.

În moluștele cefalopode mari și complexe, care nu sunt la fel ca melcii, intestinele sunt de asemenea curbate. Și foarte vechi, monoplakofor de mare adâncime, care a supraviețuit în mod miraculos până în epoca modernă. Și moluștele spatulate, locuitorii inconștienți ai fundului nisipos, formând, de asemenea, o clasă antică independentă. Deci, poate, intestinul în formă de U este o trăsătură comună antică a tuturor molustelor?

Este adevărat că există o clasă de moluste, care se caracterizează doar prin intestinul drept. Acestea sunt chitonii. Dar cu o astfel de "cartier" evolutiv, statul lor poate fi secundar – la fel ca în sulițe, numai pe scara unei ramuri mai mari.

Pe de altă parte, în tipul de moluște există o clasă Heliconelloida dispărută. Sunt creaturi cu crawlere cu o cochilie foarte înaltă, ușor înțepenită, care arată ca melci sau monoplakofor (au fost chiar o dată acceptate ca ultima). Anatomia internă a gelzionelloidului este puțin cunoscută, dar cu o astfel de formă de corp, probabil că are și un intestin în formă de U.Este mai ușor să presupunem că majoritatea moluștelor au moștenit această trăsătură de la un singur strămoș comun.

Dar viermii inelari, care sunt rude apropiate de moluste? În majoritatea covârșitoare a acestora, intestinul este drept – toți cei care au văzut o râmă sau un măturătoare sunt de acord că nu poate fi altfel. Nu există unde să fie cazați în corpul subțire în formă de vierme al intestinului sub formă de U. Dar aici Graham Budd a atras atenția asupra sipunculidului. Acesta este un mic (prin numărul de specii), dar un grup extrem de interesant de viermi marini, aproape de un inelat. Sipunculidae se deosebesc de viermii inelari în principal prin absența completă a segmentării. Corpul lor este relativ compact, iar intestinul este în formă de bucla, răsucite, astfel încât anusul nu se deschide prea departe de gură. Din nou, design în formă de U! Sipunculidae sunt inactive, poziția anterioară a anusului le permite să îndepărteze ușor produsele de schimb atunci când cea mai mare parte a corpului este scufundată în nisip. Dar principalul lucru este că sunt atât de aproape de viermi inelați, care recent, în multe articole, sunt pur și simplu incluși în acest tip. Apoi, are dreptul la existența unei ipoteze conform căreia un corp saccular cu un intestin în formă de U este condiția primară pentru anelide,iar forma clasică în formă de vierme cu intestinul direct este doar secundară.

Drept urmare, Budd sugerează că dobândirea intestinului în formă de U în combinație cu dezvoltarea unui stil de viață sedentar (sedentar sau înăbușitor) a fost o caracteristică unică comună (sinapomorfie), dacă nu din toate spiralele, atunci cel puțin o ramură evolutivă numită Lophotrochozoa. Sunt niște brachiopodi, moluste și anelide.

Trebuie să recunoaștem sincer: punctele slabe ale acestei ipoteze sunt ceea ce se numește o mașină și un camion mic. Mai întâi de toate, nemertinii aparțin, de asemenea, ramurii Lophotrochozoa – creaturi care sunt o adevărată încarnare a asemănării vierme. În mod direct, prin intestine, în opinia lui Budd, ar trebui să fie și un stat secundar evolutiv. Dar dovezile independente despre acest lucru nu sunt suficiente.

Fig. 5. Originea probabilă a planului pentru structura brachiopodelor (stânga) și phoronidelor (dreapta). Explicații în text. Ilustrație din articol: V. V. Malakhov, 2009. O revoluție în zoologie: un nou sistem bilateral

Chiar mai grav este faptul că Budd nu discută un astfel de grup ca phoronidele în contextul ipotezei sale. Ca brachiopodi, phoronii sunt locuitori de fund care trăiesc prin filtrarea apei; dar anatomic ele diferă foarte mult de brachiopod.Potrivit faimosului zoolog Vladimir Vasilievich Malakhov, "fhoronii sunt antibrachyopodi". Ei au, de asemenea, un intestin în formă de U, dar dacă bucla brachiopod este direcționată către partea dorsală, atunci phoronidul – la ventral. Brahiopodul adult pare să fie îndoit în jumătate cu burta în interior, iar în fhoronidul adult intestinul este atras într-o lungă – mai mult decât corpul original! – o creștere abdominală musculară cu care este îngropată în pământ (V. V. Malakhov, 2009. O revoluție în zoologie: un nou sistem bilateral). Acestea sunt planuri de construcție complet diferite. Nu este clar cum ar putea să provină fosforii și brachiopodii de la un strămoș comun cu un intestin în formă de U.

Toate acestea nu înseamnă în niciun caz că presupunerile lui Budd trebuie să fie aruncate. Ar trebui doar să fie verificată. În plus, apariția sa, mai degrabă, dă naștere optimismului. Acesta este un excelent exemplu de interacțiune dintre cea mai recentă sistematică moleculară și anatomia comparativă – știința meritată, care acum, conform expresiei corecte a aceluiași Malakhov, a intrat în noua sa epocă de aur.

Sursa: Graham E. Budd, Illiam S.C. Jackson. Inovațiile ecologice ale grupului coroana phyla // Tranzacțiile filosofice ale societății regale B. 2016. V. 371. Nr. 1685. P. 20150287.

Serghei Yastrebov


Like this post? Please share to your friends:
Lasă un răspuns

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: