Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
Л. Краусс
«Страх физики». Глава из книги


И. Акулич
Идеальный почтовый индекс


А. Бердников
Интерференция в домашних условиях. Плёнки и антиплёнки


Интервью с Л. Марголисом
Леонид Марголис: «Мне всегда было интересно, как клетки разговаривают друг с другом»


А. Иванов
Сибирь и Северная Америка были единым целым более миллиарда лет назад


П. Амнуэль
Одиночество во Вселенной


Р. Фишман
Детективы каменного века


О. Макаров
Животные, которые дарят надежду


Б. Штерн
Шкловский — 100


А. Деревянко, М. Шуньков
Откуда пришел Homo sapiens?







Главная / Новости науки версия для печати

В отложениях раннего кембрия в Китае найдены ископаемые киноринхи


Рис. 1. Реконструкция кембрийского киноринха Eokinorhynchus rarus

Рис. 1. Реконструкция кембрийского киноринха Eokinorhynchus rarus. a — вид со спины, b — вид с брюшной стороны, с — вид сбоку. Рисунок из обсуждаемой статьи в Scientific reports

Киноринхи, приапулиды и лорициферы являются параллельной (сестринской) эволюционной группой по отношению к остальным линяющим животным (членистоногим, тихоходкам, онихофорам, нематодам и т. д.). Строение их древнейших представителей указывает на вероятную организацию общего предка всех линяющих животных. До настоящего времени были известны раннекембрийские виды приапулид и лорицифер. Теперь найдены и формы, относящиеся к третьему типу — к киноринхам. Это позволяет смело утверждать, что все типы линяющих животных, известных в современности, уже существовали в кембрийское время.

Киноринхи — мелкие морские животные, населяющие верхние слои грунта. Их тело длиной около 1 мм разделено на сегменты, внешняя сегментация подчеркнута рядами тонких шипов вдоль края сегмента (рис. 2). Сегментация затрагивает в основном линяющий внешний хитиновый покров, но и во внутреннем строении она тоже прослеживается: в повторяющемся строении косых спинно-брюшных мышечных пучков и, по-видимому, кольцевых пучков, а также в организации нервных ганглиев. Эта сегментация может быть (и скорее всего) не гомологична сегментации настоящих членистых животных, поэтому сегменты киноринхов называют зонитами.

Рис. 2. Внешний вид пяти видов современных киноринхов из рода Echinoderes

Рис. 2. Внешний вид пяти видов современных киноринхов из рода Echinoderes. Изображения получены при помощи сканирующего электронного микроскопа. AFG — Echinoderes spinifurca. Видно, что интроверт (хоботок) и ротовой конус вывернуты наружу; F — ротовой конус крупным планом, вид сверху; G — вид ротового конуса сбоку. B — Echinoderes horni, интроверт и ротовой конус вывернуты наружу. C — Echinoderes hispanicus, интроверт вывернут наружу, а ротовой конус — внутрь. D — Echinoderes sp., интроверт и ротовой конус вывернуты наружу. EH — Echinoderes dujardinii: на изображении E интроверт вывернут наружу, а ротовой конус — частично внутрь, на изображении H интроверт и ротовой конус ввернуты внутрь и закрыты покровными пластинками шейного отдела. Обозначения: h — голова; i — интроверт; lts — боковой шип; lvs — брюшной боковой шип; mc — ротовой конус; mds — срединный спинной шип; mvp — срединная брюшная замыкательная пластина; n — шейный отдел; oos — наружный ротовой стилет; pl — пластина радиального замыкательного аппарата; ps — шип пениса; psp — первичные спинные скалиды; s — сегмент; sc — скалиды; t — туловище; te — отросток тергита; цифры — номера сегментов. Длина масштабных отрезков 30 мкм. Фото из статьи M. Herranz et al., 2014. Comparative myoanatomy of Echinoderes (Kinorhyncha): a comprehensive investigation by CLSM and 3D reconstruction

Конечностей у киноринхов нет, зато имеется хоботок (точнее — интроверт), который может выворачиваться внутрь и наружу. На интроверте имеются ряды загнутых шипиков-скалид, с их помощью киноринх, вытягивая хоботок, закрепляется на субстрате и подтягивается. Так он передвигается. Различного вида выросты и шипы имеются и на наружной кутикуле.

Киноринхи обитают между частицами ила и песка, на поверхности водорослей и детрита, в широком диапазоне глубин (до 5 км), солености (они в обилии встречаются и в эстуариях, и в пересоленных озерах с соленостью до 60‰) и температур (0–40оС). Питаются мелкими органическими остатками и микроводорослями — им годится любая малоподвижная органика подходящего размера. Пищу они захватывают с помощью того же интроверта: частицы пищи застревают или накалываются на скалиды и прилипают к специальному клейкому секрету, который выделяется клетками интроверта. Когда интроверт втягивается внутрь, пища снимается с него и отправляется в кишку.

Киноринхи не очень известны среди широкой публики, но зато биологи присматриваются к ним со всем вниманием. Их изучение связано с вопросами ранней эволюции животных, разделения ветвей первичноротых и вторичноротых, происхождения линяющих животных в целом и членистоногих в частности. По своим анатомическим признакам они сближаются с приапулидами, лорициферами, нематодами  — всеми теми, кого помещают в основание ствола линяющих животных (Ecdysozoa).

По своим генетическим маркерам они сближаются с приапулидами, но не с лорициферами (см. Лорициферы заставляют вносить поправки в эволюционное дерево линяющих животных, «Элементы», 13.11.2015). Сейчас по комплексу всех признаков их объединяют с приапулидами в группу Scalidophora, считая ее сестринской по отношению к большинству других линяющих (лорициферам, тихоходкам, членистоногим, онихофорам, нематодам).

Если разделение этих ветвей произошло в таком далеком эволюционном прошлом, то следует ожидать и ископаемых представителей всех этих групп в не менее далеком геологическом прошлом. И действительно, остатки животных, близких, по-видимому, к приапулидам, нашли в раннем кембрии в местонахождениях Гренландии и Китая, (см. Китайские палеонтологи нашли древнейшего головохоботного червя, «Элементы», 04.06.2014). Также были найдены переходные формы между червями и скалидофорами (см. Найден древний круглый червь с остатками конечностей, «Элементы», 06.11.2014), а в Австралии найдены ископаемые лорициферы (см. A. Maas et al., 2009. Loricate larvae (Scalidophora) from the Middle Cambrian of Australia).

Осталось найти ископаемых киноринхов в раннем кембрии. Именно их нашли и описали китайские палеонтологи из Нанкинского института геологии и палеонтологии, университета Чаньян и Политехнического университета Виргинии.

Ученые не только нашли, но и как следует рассмотрели признаки кембрийских киноринхов — благо сохранность остатков оказалась превосходной; трехмерную реконструкцию типового экземпляра описанного вида Eokinorhynchus rarus (рис. 1 и 3) можно посмотреть на видео. Их нашли в фосфатоносных слоях возрастом 535 млн лет в местонахождениях Шанли и Шисян (провинция Шеньси). Фосфатизация (phosphatic fossilization) — одна из форм минерализации, при которой сохраняются мягкие части анатомии животных, да еще и в объеме. Ископаемые извлекаются из породы с помощью кислот, например, уксусной, которая растворяет известняк, но не растворяет фосфат кальция (апатит и его производные). Так что в итоге после растворения тонны породы у исследователя остается десяток-другой превосходных объемных окаменелостей.

Рис. 3. Eokinorhynchus rarus — древнейший представитель киноринхов

Рис. 3. Eokinorhynchus rarus — древнейший представитель киноринхов. Видны: интроверт со скалидами (на изображениях справа), голова (head), шейный отдел (neck region), сегментированная кутикула (trunk), на которой торчат пять рядов крупных шипов (1ls–5ls). Рисунок из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

Ученые причислили найденные окаменелости к киноринхам, ориентируясь на общий план строения: есть голова со скалидами, которая вворачивается внутрь, есть шейный отдел с радиальными замыкательными пластинами, туловищный отдел с различными шипами и разделенный на сегменты-зониты, прослеживается пятилучевая симметрия ротового и шейного отделов, видны остатки продольной и кольцевой мускулатуры (а у нематод, например, ее нет). Кроме того, с современными киноринхами и приапулидами этих ископаемых сближает строение скалид, как крупных, так и мелких: все они оказались полыми внутри (рис. 4). Но у Eokinorhynchus rarus небольшое число зонитов — их около 20, тогда как у приапулид сотни мелкокольчатых сегментов.

Рис. 4. Дополнительные экземпляры головного отдела киноринхи со скалидами

Рис. 4. Дополнительные экземпляры головного отдела киноринха со скалидами, на которых видно, что сами скалиды полые внутри. Рисунок из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

Теперь точно известно, что древнейшие киноринхи были сегментированными животными, и сегментация для этой группы первична. Ученые аккуратно призывают заинтересованных читателей самим порассуждать на тему о сегментации предка всех линяющих животных: "... Cambrian fossil record of kinorhynchs can offer fresh paleontological insights into the convergent evolution of segmentation in ecdysozoans." («... кембрийская летопись киноринхов предлагает новую «палеонтологическую» оценку конвергентной эволюции сегментации линяющих.»).

Так что теперь в палеонтологическую летопись вписана еще одна строчка — киноринхи. Вместе с ними на той же геологической странице раннего кембрия записаны и приапулиды с лорициферами, и нематоды. Ученые предлагают пересмотреть материал по отдельным фосфатизованным склеритам — вдруг некоторые из них окажутся полыми скалидами киноринхов, благо, теперь их есть с чем сравнивать. Тогда отдельно разбросанные слова палеонтологической летописи могут сложиться в осмысленные предложения. Именно так — медленно, но неизбежно — проступает для нас научная истина.

Источник: Huaqiao Zhang, Shuhai Xiao, Yunhuan Liu, Xunlai Yuan, Bin Wan, A. D. Muscente, Tiequan Shao, Hao Gong, Guohua Cao. Armored kinorhynch-like scalidophoran animals from the early Cambrian // Scientific Reports. 2015. DOI: 10.1038/srep1652.

Елена Наймарк


Комментарии (7)



Последние новости: ПалеонтологияЭволюцияЕлена Наймарк

23.07
Млекопитающие с относительно крупным мозгом более уязвимы
11.07
Архаичные гены костных ганоидов разнообразнее, чем у более молодых групп позвоночных
7.07
В бирманском янтаре мелового периода найден вымерший убийца пауков
6.07
Метанокисляющие микроорганизмы донных осадков оказались неожиданно разнообразными
5.07
Биоразнообразие стимулирует собственный рост
22.06
Рыбки-брызгуны хорошо различают человеческие лица
21.06
Кишечная бактерия влияет на социальное поведение мышей
15.06
Получение генов пектиназ от протеобактерий резко ускорило видообразование палочников
14.06
Полиплоидность предков эукариот — ключ к пониманию происхождения митоза и мейоза
8.06
Новые древние остатки людей с острова Флорес говорят о родстве «хоббитов» с эректусами

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия