Цивилизация
Сотрудник биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова впервые современными методами изучил нервную систему взрослых форонид и представил новые аргументы в многолетнем споре о систематике беспозвоночных. Он доказал родство между тремя типами животных, которое до этого опровергалось учеными. Результаты работы были опубликованы в журнале Scientific Reports. Исследования проходили в рамках проекта «Ноев Ковчег», поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ).
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 Антарктических вод. Форониды обитают от литорали (прибрежной зоны) до глубины 400 – 600 метров. Размеры этих животных колеблются от шести миллиметров до 50 сантиметров. Червеобразное тело форонид защищено «домиком» — хитиновой трубкой, которая полностью спрятана в толще ила, песка или твердого субстрата. Из трубки выглядывает 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 центре кроны щупалец.
Всех животных с лофофором: форонид, плеченогих (Brachiopoda) и мшанок (Bryozoa) — традиционно объединяли в большую группу Lophophorata. Эти три типа животных выглядят совсем по-разному: мшанки напоминают коралловые полипы или сплошной моховой «ковер» (из-за чего и получили свое название), форониды внешне похожи на кольчатых червей, а раковины брахиопод делают их «двойниками» двустворчатых моллюсков. И даже общая черта — лофофор — может сильно отличаться у этих трех типов: у одних это просто венчик щупалец, а у других щупальца расположены в виде подковы или даже по спирали. Но все эти животные ведут сидячий образ жизни, прикрепляются к субстрату и ловят пищу сходным образом.
Ученые уже многие годы спорят, можно ли считать эти типы родственными. В последние 20 лет в арсенал зоологических методов вошли генетика и молекулярная биология. Геномы мшанок несколько отличались от геномов форонид и брахиопод, и биологи стали все больше склоняться к выводу, что этот тип, скорее всего, не состоит в близком родстве с другими двумя. Однако ученые не знали, к какой группе в таком случае отнести мшанок: их то рассматривали как сестринскую группу ко всем билатериям (животные, у которых правая и левая стороны тела одинаковые), то группировали с другими мелкими колониальными животными.
Елена Темерева исследовала нервную систему взрослых форонид, которая у этих животных совсем не такая, как у их свободно плавающих личинок, и их лофофоры. Сравнительный анализ строения лофофоров у всех трех типов животных показал, что у разных групп беспозвоночных: форонид, брахиопод и мшанок — лофофоры гомологичны, то есть развились от одной предковой формы.
«На основе полученных данных 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», — рассказала автор статьи Елена Темерева, доктор биологических наук, профессор РАН, ведущий научный сотрудник кафедры зоологии беспозвоночных биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.
Тонкую структуру клеток лофофоров ученый исследовал с помощью просвечивающей электронной микроскопии, а методы иммуноцитохимии и лазерной конфокальной микроскопии помогли проанализировать общую анатомию нервной системы взрослой форониды Phoronis ovalis.
«Настоящая работа позволяет установить филогению мшанок, что является концептуальным достижением на пути построения естественной системы животного царства и реконструкции путей ранней эволюции Bilateria», — заключила Елена Темерева.
