Поставила точку

Учёная из МГУ разрешила долгий спор биологов

Алексей Щербаков

8 декабря, 2017 16:00

4 мин

Сотрудница Биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова впервые современными методами изучила нервную систему взрослых морских беспозвоночных – форонид. В результате ей удалось привести новые аргументы в многолетний спор о систематике беспозвоночных. Оказалось, что форониды, брахиоподы и мшанки происходят от общего предка, что раньше категорически отрицалось учёными.

Форониды (Phoronida) — малоизученный тип беспозвоночных животных. Хотя в его составе насчитывается всего чуть больше десятка видов, эти существа очень широко распространены и известны во всех акваториях Мирового океана за исключением вод Антарктики. Форониды обитают от литорали (приливно-отливной зоны) до глубины 400 – 600 метров. Размеры их колеблются от шести миллиметров до 50 сантиметров. Червеобразное тело форонид защищено «домиком» — хитиновой трубкой, полностью прячущейся в толще ила, песка или твёрдого субстрата. Из трубки выглядывает только головной конец тела с щупальцами, которые покрыты ресничками. Щупальцевый аппарат называется лофофор – с его помощью форонида фильтрует морскую воду, собирая все пойманные частицы пищи в рот, который находится в середине «кроны» из щупалец.

Всех животных с лофофором: форонид (Phoronida), плеченогих (Brachiopoda) и мшанок (Bryozoa) — раньше традиционно объединяли в большую группу Lophophorata. Однако эти три типа животных выглядят совсем по-разному: мшанки напоминают коралловые полипы или сплошной моховой «ковер» (из-за чего и получили своё название), форониды внешне похожи на кольчатых червей, а раковины брахиопод делают их «двойниками» двустворчатых моллюсков. И даже общая черта — лофофор — может у этих трёх типов сильно отличаться: у одних это просто венчик из щупалец, у других щупальца расположены в виде подковы и даже по спирали! Единственно, что у них одинаково — сидячий образ жизни. Все они прикрепляются к субстрату и путём фильтрации ловят пищу.

Учёные уже многие годы спорили, можно ли считать эти типы родственными. За последние 20 лет в арсенал зоологических методов вошли генетика и молекулярная биология. Выяснилось, что геномы мшанок несколько отличаются от геномов форонид и брахиопод, поэтому биологи стали всё больше склоняться к мнению, что мшанки не состоят в близком родстве с ними. Однако учёные не знали, к какой группе в таком случае отнести мшанок: их то рассматривали как «сестринскую» группу ко всем билатериям (Bilateria —животные, у которых правая и левая стороны тела одинаковые), то группировали с другими мелкими колониальными организмами.

Доктор биологических наук, профессор РАН и ведущий научный сотрудник кафедры Зоологии беспозвоночных Биологического факультета МГУ Елена Темерева исследовала нервную систему взрослых форонид, которая у этих животных совсем не такая, как у их свободно плавающих личинок, а также их лофофоры. Сравнительный анализ строения лофофоров у всех трех типов животных показал, что у форонид, брахиопод и мшанок лофофоры гомологичны, то есть развились от одной предковой формы.

«На основе полученных данных была высказана идея о происхождении форонид и мшанок от общего предка, и, стало быть, показано родство форонид и мшанок. Этот вывод, основанный на морфологических данных, вступает в противоречие с результатами молекулярно-генетических исследований других ученых», — подвела итог своей работы Елена Темерева.

Тонкую структуру клеток лофофоров она исследовала с помощью просвечивающей электронной микроскопии, а методы иммуноцитохимии и лазерной конфокальной микроскопии помогли проанализировать общую анатомию нервной системы взрослой форониды Phoronis ovalis.

«Эта работа позволила установить филогению мшанок, что стало концептуальным достижением на пути построения естественной системы животного царства и реконструкции путей ранней эволюции Bilateria», — заключила Елена Темерева.

Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports. Исследования проводились в рамках проекта «Ноев Ковчег», поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ).