Новини науки

Вчені нарешті розкрили давню наукову таємницю того, який вигляд мала перша багатоклітинна тварина на Землі. Губки (Porifera) протягом тривалого часу були головним претендентом на звання першої тварини через їхню анатомічну простоту, як-от відсутність нервової системи, але коли дослідники глибше занурились у генетичну історію, в губок з'явився суперник.

Тепер нові дані свідчать про те, що гребінчасті медузи (ctenophores, ктенофори), які лише віддалені родичі справжніх медуз, перемагають губок у перегонах за першість, попри те, що гребінчасті медузи мають складнішу диференційовану нервову систему. Вони є чудовим прикладом того, що еволюція не є прямою лінією від меншої до більшої складності організмів. Молекулярний біолог і автор дослідження Деніел Рохсар з Каліфорнійського університету в Берклі зазначає:

"Останній загальний предок усіх тварин, ймовірно, жив 600 або 700 мільйонів років тому. Важко знати, якими вони були, оскільки вони були тваринами з м’яким тілом і не залишили прямих скам’янілостей. Але ми можемо використовувати порівняння між існуючими тваринами, щоб дізнатися про наших спільних предків".

Попередній аналіз, зосереджений лише на послідовностях генів, дав суперечливі результати: деякі послідовності свідчать про те, що першими на Землі з'явилися губки, а інші вказують на те, що це були гребінчасті медузи.

Порівнюючи структуру висококонсервативних послідовностей генів у їхніх генетичних молекулах (хромосомах), біоінформатик Віденського університету Даррін Шульц та його колеги виявили закономірності, які чітко вказують на порядок еволюційних подій між організмами.

Дослідники порівняли свої нещодавно секвеновані геноми гребінчастої медузи, двох морських губок, двох одноклітинних тварин (хоанофлагеллят і амеби) і мікробного рибного паразита, пов’язаного як з тваринами, так і з грибами (іхтіоспора), з іншими більш сучасними тваринами.

Зчеплення висококонсервативних генних послідовностей, знайдених в одній хромосомі в усіх тварин, виявило очевидну закономірність. Губки та більш сучасні тварини мають однакові ознаки рідкісного типу злиття та перебудови хромосом. Але цього не було у гребінчастих медуз, геноми яких схожі на інших одноклітинних тварин. Деніел Рохсар заявив:

"Це був неспростовний доказ. Ми знайшли декілька перегрупувань, спільних для губок і тварин, які не є ктенофорами. Навпаки, ктенофори нагадували не-тварин. Найпростішим поясненням є те, що ктенофори відгалузились до того, як відбулися перегрупування".

Отже, скоріш за все спочатку еволюціонували гребінчасті медузи, а потім губки. Потім ці губки передали своє нове змішане розташування хромосом тваринам-нащадкам. Рохсар також зазначає:

"Потрібна була деяка статистична детективна робота, щоб переконати себе, що це справді чіткий сигнал, а не просто випадковий шум. Тому що ми маємо справу з відносно невеликими групами генів і, можливо, мільярдом років розбіжності між тваринами та не-тваринами. Але сигнал є і він рішуче підтверджує сценарій "спочатку розгалужені ктенофори". Єдиним способом, яким альтернативна гіпотеза про губку може бути вірною, було б, якби множинні конвергентні перегрупування відбулися як у губок, так і у тварин, які не є ктенофорами, що дуже малоймовірно".

Нові методи, які команда розробила, щоб зробити це відкриття, дозволять точніше досліджувати інші еволюційні таємниці в глибині часу. Даррін Шульц зазначає, що сліди цієї давньої еволюційної події все ще присутні в геномах тварин через сотні мільйонів років. Він підкреслює:

"Це дослідження дає нам контекст для розуміння того, що робить тварин тваринами. Ця робота допоможе нам зрозуміти основні функції, спільні для нас усіх, наприклад, як вони відчувають навколишнє середовище, як вони їдять і як вони рухаються".