Cамым примитивным животным на земле оказался трихоплакс

Как выглядели самые первые животные?

Данные сравнительной анатомии и эмбриологии говорят о том, что первые животные должны были представлять собой нечто вроде шарика (или лепешки), состоящего из двух типов клеток. Клетки наружного слоя несли жгутики и служили для движения. Внутри помещались клетки, похожие на амеб и выполняющие пищеварительную функцию. Примерно так устроены личинки низших животных — губок и кишечнополостных. Многие специалисты считают, что именно эти группы (особенно губки) — наименее изменившиеся потомки общего предка всех животных, то есть самые примитивные из современных представителей животного царства.

• Это плоское создание, похожее на медленно ползающую кляксу, не имеет ни осей симметрии, ни мускулатуры, ни переднего и заднего концов, не говоря уже о таких сложных устройствах, как пищеварительная, нервная, кровеносная или выделительная система. Трихоплакс по своему строению напоминает личинок кишечнополостных, и его действительно довольно долго считали личинкой медузы. Но потом оказалось, что трихоплакс образует половые клетки и размножается половым путем.

Правда, до сих пор не удалось выяснить, как идет развитие оплодотворенного яйца: в лабораторных условиях эмбрионы погибают на очень ранних стадиях. В аквариуме трихоплакс размножается бесполым путем — делится надвое или отпочковывает маленьких многоклеточных «бродяжек», у которых уже есть все типы клеток, имеющиеся у взрослого трихоплакса. Тем не менее открытие полового размножения показало, что трихоплакс — не чья-то личинка, а вполне взрослое самостоятельное существо.

Окончательно решить вопрос о происхождении трихоплакса и его месте на эволюционном древе животного царства мог только тщательный молекулярно-генетический анализ. Геном трихоплакса очень мал (лишь в 10 раз больше, чем у кишечной палочки, и в 100 раз меньше, чем у человека), однако прочесть его зоологи пока не удосужились. И вот несколько лет назад в PNAS появилась достаточно сенсационная статья американских и немецких исследователей о результатах прочтения небольшой, но очень информативной части генома трихоплакса, а именно его митохондриальной хромосомы.

Оказалось, что митохондриальный геном трихоплакса по своему строению занимает промежуточное положение между «ближайшими родственниками животных» (хоанофлагеллятами и грибами) с одной стороны и всеми остальными животными (включая губок и кишечнополостных) — с другой.

Митохондриальные геномы хоанофлагеллят и грибов велики по размеру (порядка 40–80 тысяч пар нуклеотидов), содержат длинные некодирующие участки, располагающиеся как между генами (спейсеры), так и внутри них (интроны), гены белков, необходимых для клеточного дыхания (это основная функция митохондрий), гены рибосомных белков, а также несколько генов, кодирующих белки с неизвестными функциями.

Животные, напротив, имеют очень маленькие митохондриальные геномы (порядка 14–18 тысяч пар нуклеотидов), с очень небольшими спейсерами, обычно без интронов.

В митохондриальных генах животных закодировано лишь 12–14 белков, необходимых для клеточного дыхания; гены рибосомных белков и белков с неизвестными функциями отсутствуют.

У трихоплакса, как выяснилось, митохондриальный геном очень велик — 43 079 пар нуклеотидов, больше, чем у любого другого животного. Некодирующие участки занимают около половины генома, как у хоанофлагеллят (у животных — не более 25%). Имеется как минимум три интрона (у воротничкового жгутиконосца Monosiga — четыре, у большинства животных — ни одного, за исключением некоторых кишечнополостных, имеющих 1-2 интрона). Имеется пять генов, кодирующих неизвестные белки (у Monosiga — шесть, у животных — обычно ни одного). Гены рибосомных белков, однако, отсутствуют — этот признак отличает трихоплакса от хоанофлагеллят и грибов и сближает его с животными. Авторы статьи считают, что исчезновение из митохондриальной хромосомы генов рибосомных белков, возможно, является синапоморфией животного царства — то есть новоприобретенным признаком, который впервые появился у общего предка всех животных и по которому любое современное животное можно отличить от не-животных.

Дата добавления: 2013-12-12