Умный и сознающий. 4 миллиарда лет эволюции мозга

Существует пять типов вторичноротых животных (рисунок 31.2), которые относятся к двум надтипам. Первый надтип – амбулакральные; к ним относятся животные типа иглокожих (морские звезды) и полухордовых (кишечнодышащие). Остальные три типа вторичноротых относятся ко второму надтипу – хордовым[39]. В число хордовых входят беспозвоночные вторичноротые – оболочники (асцидии) и бесчерепные (ланцетники), а также позвоночные. К последним относятся рыбы, земноводные, рептилии, птицы и млекопитающие, в том числе люди.

Рисунок 31.2. Два надтипа вторичноротых

Когда-то считалось, что первыми вторичноротыми были амбулакральные и что от них произошли хордовые. Согласно этому сценарию можно предположить, что древние морские звезды были одними из предков человека и других позвоночных, ведь позвоночные тоже относятся к хордовым. Однако результаты современных исследований доказывают, что амбулакральные и хордовые – родственные группы, которые во время Кембрийского взрыва произошли от различных линий последнего общего вторичноротого предка, или LCDA (сокр. от англ. last common deuterostome ancestor). Хотя морские звезды и не являются нашими прямыми предками, но, будучи вторичноротыми, они все равно наши близкие родственники.

В определенном смысле мы уже ответили на вопрос о происхождении беспозвоночных хордовых (которые произошли от низших вторичноротых в результате разделения на первично– и вторичноротых), но ведь существуют две группы беспозвоночных хордовых, и возникает вопрос, как первые позвоночные связаны друг с другом.

Если в двух словах, оболочники, которых также называют личиночнохордовыми, – это родственная позвоночным группа, а бесчерепные – группа, родственная и оболочникам, и позвоночным. Поскольку оболочники, таким образом, ближе к позвоночным, чем к бесчерепным, можно предположить, что мы больше узнаем об эволюции позвоночных, изучая асцидий, а не ланцетников. Однако, как подчеркивает эволюционный нейробиолог Линда Холланд, после того как 500 миллионов лет назад позвоночные и бесчерепные разошлись, их основные генетические наборы менялись медленно, а вот геном оболочника претерпел значительные изменения. Именно по этой причине современные бесчерепные являют собой гораздо более четкую иллюстрацию древней истории хордовых и, следовательно, наглядно показывают, как от оболочников произошли позвоночные.

В следующей части мы закономерно сосредоточимся на ланцетниках – маленьких червеобразных бесчерепных животных. Хотя ланцетники отлично плавают, совершая волнообразные движения, обитают они в основном на дне океана, а передвигаются для того, чтобы найти себе подходящее место и замереть и (или) чтобы спастись от хищников. Ланцетники сами по себе хищники, но не охотятся, а питаются во время плавания: они фильтруют воду, пока лежат в песке и гальке на дне моря. Рот у ланцетника расположен сверху: животное втягивает воду, отделяя питательные вещества. Уникальными с точки зрения эволюции этих беспозвоночных хордовых делает необычная структура на спине. Именно из этой структуры сформировалась самая характерная черта строения позвоночных – позвоночный столб.

Глава 32 Повесть о двух хордах

Характерная черта строения хордовых, которой нет ни у одного живого организма другого типа, – это нотохорд, от которого и произошло название всей группы. «Ното» означает «спина»; нотохорд представляет собой гибкий полый тяж, состоящий из хряща и идущий через длинную ось тела хордового животного по дорсальной стороне (спине). Нотохорд служит примитивным скелетом, который поддерживает тело относительно земного притяжения: кожа и некоторые внутренние органы висят на нем, как одежда на вешалке в шкафу. Студенистое вещество в его полом центре создает условия для гибкости тела нотохорда, который способен совершать волнообразные плавающие движения.

Возможно, как и многие другие достижения эволюции, нотохорд возник как модификация некой существовавшей ранее структуры. Есть генетические доказательства того, что мышечный футляр, протянувшийся по длинной оси LCBA и тесно связанных с ним примитивных червей, претерпевал изменения.

Мы уже имели возможность убедиться в том, что и первично-, и вторичноротые произошли от одного ПВП, который, в свою очередь, был потомком LCBA. Современные хордовые и первичноротые удивительным образом связаны друг с другом; эту связь доказали в ходе исследований кольчатых червей, предками которых были древние первичноротые. У кольчатых червей есть продольная мышца, которая называется «аксохорд»; ее генетические и морфологические характеристики пересекаются с характеристиками нотохорда хордовых животных. Исходя из этого сходства некоторые биологи утверждают, что нотохорд хордовых и аксохорд древних первичноротых произошли от длинного мускульного чехла LCBA, речь о котором шла выше.