Nature: 500 000-летняя окаменелость странного кембрийского существа дает эволюционные подсказки о позвоночных

Потрясающе сохранившаяся окаменелость странного кембрийского существа возрастом полмиллиарда лет может изменить наше понимание того, как эволюционировала родственная группа позвоночных, предполагает новое исследование. Окаменелость, описанная в журнале Nature Communications, является древнейшей в своем роде и принадлежит древнему виду оболочников Megasiphon thylakos. Открытие отвечает на фундаментальный вопрос о том, как выглядели самые ранние оболочники, заполняя важный пробел в древе жизни животных.

Недавно обнаруженная окаменелость дает «наилучшее представление о том, как выглядели ранние оболочники, как они жили, какова была их экология, их образ жизни, и это, в свою очередь, позволяет нам сделать некоторые выводы о том, что ранние оболочники и ранние позвоночные могли иметь общее в распространено», — сказал соавтор исследования Карма Нанглу из Гарвардского университета.

Туникаты являются сестринской группой позвоночных, а это означает, что у них был общий предок сотни миллионов лет назад. Это разнообразный подтип морских беспозвоночных животных, включающий 3000 современных видов. Они делятся на две отдельные группы: асцидиевые и аппендикулярные. Часто называемые «морскими брызгами», асцидиевые начинают жизнь в форме головастика, постоянно прикрепляясь к морскому дну, прежде чем превратиться во взрослых особей, похожих на бочонки. Аппендикулярии сохраняют морфологию головастиков во взрослом возрасте и продолжают плавать в толще воды. До сих пор было неясно, были ли первые оболочники более похожи на асцидиевых или аппендикулярий — вопрос, который также важен для понимания эволюционного происхождения позвоночных из-за их близкого родства с оболочниками.

Мы очень мало знаем о древних оболочниках, потому что у нас есть только одна окаменелость из раннего периода их истории: странное существо, которое не очень похоже на современных оболочников по имени Шанкуклава, которое было обнаружено два десятилетия назад в Китае. По словам Нанглу, окаменелости могут быть скудными, потому что оболочники были относительно редки, или просто их мягкие тела плохо сохраняются.

Соавторы исследования Хавьер Ортега-Эрнандес и Руди Лерози-Обрил наткнулись на недавно описанную окаменелость в коллекции, хранящейся в Музее естественной истории штата Юта. Нанглу узнал характерные черты оболочника: бочкообразное тело и сифоподобные наросты, а также, что особенно примечательно, темные полосы, проходящие по всему телу. 

Команда исследовала окаменелость с помощью микроскопии и фотографии с высоким разрешением и сравнила вскрытие окаменелости с современным видом асцидиевых. Вскрытие подтвердило, что структурное сходство между ними существовало не только на поверхностном уровне. На самом деле темные полосы представляют собой расположение мышц, которое было сходным у M. thylakos и его современного аналога.

«Этот оболочник говорит нам о том, что оболочники изначально, скорее всего, были животными, которые имели лавовую форму, такую как головастик, а затем превратились в бочкообразных животных, у которых эти два сифона были направлены вверх в толщу воды», — сказал Нанглу.

Другими словами, этот двухэтапный образ жизни, вероятно, восходит к истокам оболочников. Результаты также указывают на то, что оболочники появились около 500 миллионов лет назад, что не так уж далеко от оценок, сделанных с использованием «молекулярных часов» или скорости мутаций в ДНК, как пишут авторы исследования в статье.

Идентификация окаменелости, которая была первоначально обнаружена в среднем кембрии в формации Марджум в Юте, поднимает вопрос о том, были ли асцидиевые или аппендикулярные первыми ответвлениями от оболочникового древа жизни. Сходство M. thylakos с асцидиями предполагает, что форма тела асцидиевых является предковой, и эта гипотеза была подтверждена недавними исследованиями.

В последующей работе Нанглу хочет найти окаменелости, которые могут показать момент, когда вторичноротые, включая хордовых (включая оболочников и позвоночных), полухордовых (включая червеобразных морских существ) и иглокожих (таких как морские звезды и морские огурцы), выявить точку, которая соединяет их всех в эволюционном смысле. 

«Мы все еще ищем других животных, которые вписываются в это древо жизни», — сказал Нанглу.