- Троицкий вариант — Наука - https://trv-science.ru -

Полмиллиарда лет паучьей эры

Пау­ки и скор­пи­о­ны при­зна­ны одни­ми из древ­ней­ших существ на нашей пла­не­те

Хой и Епаркаш изучают древнего паука, застывшего в куске янтаря. Фото с сайта Флоридского университета (Tyler Jones, University of Florida, IFAS)

Хой и Епар­каш изу­ча­ют древ­не­го пау­ка, застыв­ше­го в кус­ке янта­ря.
Фото с сай­та Фло­рид­ско­го уни­вер­си­те­та (Tyler Jones, University of Florida, IFAS)

Аме­ри­кан­ские энто­мо­ло­ги из Фло­рид­ско­го уни­вер­си­те­та (University of Florida, www.ufl.edu) с помо­щью гене­ти­че­ских мето­дов и ком­пью­тер­но­го моде­ли­ро­ва­ния суме­ли полу­чить неза­ви­си­мую оцен­ку воз­рас­та одно­го из древ­ней­ших типов бес­по­зво­ноч­ных – чле­ни­сто­но­гих (Arthropoda). Ана­ли­зи­руя ген­ные после­до­ва­тель­но­сти в ДНК совре­мен­ных пау­ков, скор­пи­о­нов и кле­щей, иссле­до­ва­те­ли сде­ла­ли вывод, соглас­но кото­ро­му эти бес­по­зво­ноч­ные впер­вые появи­лись на Зем­ле при­мер­но 400–450 млн. лет назад (в кон­це палео­зоя), т.е. гораз­до рань­ше, чем дума­ли до сих пор. Разу­ме­ет­ся, эти суще­ства не мог­ли воз­ник­нуть вне­зап­но, из ниче­го, поэто­му, веро­ят­но, и до это­го сро­ка на нашей пла­не­те суще­ство­ва­ли какие-то их пред­ше­ствен­ни­ки.

По сло­вам одно­го из авто­ров соот­вет­ству­ю­щей онлай­но­вой пуб­ли­ка­ции (www.springerlink.com/content/e56772714k5qn1t5/) в Experimental and Applied Acarology («Жур­на­ле экс­пе­ри­мен­таль­ной и при­клад­ной ака­ро­ло­гии») про­фес­со­ра Мэрьо­ри Хой (Marjorie Hoy, http://entnemdept.ifas.ufl.edu/hoy.htm), их рабо­та пред­став­ля­ет собой пер­вый круп­но­мас­штаб­ный при­мер исполь­зо­ва­ния гене­ти­че­ско­го ана­ли­за для отсле­жи­ва­ния изме­не­ний, кото­рые испы­та­ли в про­цес­се эво­лю­ции пау­ко­об­раз­ные и дру­гие клас­сы и под­ти­пы чле­ни­сто­но­гих.

Иско­па­е­мые остан­ки этих существ встре­ча­ют­ся доволь­но ред­ко, посколь­ку их тела не содер­жат костей и после смер­ти быст­ро и бес­след­но раз­ла­га­ют­ся. Мно­гие вопро­сы, каса­ю­щи­е­ся про­ис­хож­де­ния и ран­ней исто­рии чле­ни­сто­но­гих, до сих пор оста­ют­ся без отве­та.

С помо­щью новей­ших ком­пью­тер­ных про­грамм Хой и ее кол­ле­га Айям­пе­ру­мал Еяпра­каш (Ayyamperumal Jeyaprakash) – уче­ный индий­ско­го про­ис­хож­де­ния из Фло­рид­ско­го уни­вер­си­те­та – про­ана­ли­зи­ро­ва­ли все гене­ти­че­ские после­до­ва­тель­но­сти, кото­рые им уда­лось выде­лить из мито­хон­дрий – кро­шеч­ных струк­тур (орга­нелл), кото­рые тыся­ча­ми содер­жат­ся в каж­дой чело­ве­че­ской клет­ке и заня­ты пре­об­ра­зо­ва­ни­ем энер­гии, извле­ка­е­мой из пищи, в фор­му, кото­рую сами эти клет­ки могут бес­пре­пят­ствен­но исполь­зо­вать. Мито­хон­дри­аль­ную ком­по­нен­ту ино­гда образ­но назы­ва­ют «кле­точ­ной элек­тро­стан­ци­ей». Хотя боль­шая часть наслед­ствен­ной инфор­ма­ции хра­нит­ся в хро­мо­со­мах в кле­точ­ных ядрах, мито­хон­дрии так­же обла­да­ют неко­то­рым коли­че­ством соб­ствен­ной ДНК. Эта мито­хон­дри­аль­ная ДНК обла­да­ет очень цен­ным каче­ством: веро­ят­ность ее вос­ста­нов­ле­ния гораз­до выше, чем в слу­чае ядер­ной ДНК. Пере­да­ет­ся она лишь по мате­рин­ской линии, что поз­во­ля­ет вос­ста­нав­ли­вать наслед­ствен­ные цепоч­ки, веду­щие вглубь веков, к так назы­ва­е­мой «мито­хон­дри­аль­ной Еве».

42Метод, взя­тый на воору­же­ние Хой и Еяпра­ка­шем, к бес­по­зво­ноч­ным до сих пор не при­ме­нял­ся (одна­ко подоб­ные иссле­до­ва­ния уже про­во­ди­лись для рыб). Фло­рид­ские иссле­до­ва­те­ли выде­ли­ли пол­ные ген­ные после­до­ва­тель­но­сти для мито­хон­дрий из 25 раз­лич­ных бес­по­зво­ноч­ных, в том чис­ле четы­рех видов пау­ков, трех скор­пи­о­нов, несколь­ких видов кле­щей и дру­гих подоб­ных существ. На осно­ве этих гене­ти­че­ских после­до­ва­тель­но­стей и спе­ци­аль­ных ком­пью­тер­ных моде­лей уда­лось под­счи­тать, сколь­ко долж­но было прой­ти вре­ме­ни с момен­та эво­лю­ци­о­ни­ро­ва­ния от еди­но­го обще­го пред­ка. Поми­мо про­че­го полу­чен­ные резуль­та­ты авто­ма­ти­че­ски под­твер­ди­ли и гипо­те­зу о том, что пау­ки, скор­пи­о­ны и кле­щи вооб­ще име­ли это­го обще­го пред­ка, в чем, надо при­знать, были уве­ре­ны дале­ко не все био­ло­ги. К жале­нию, каких-либо выво­дов об обра­зе жиз­ни и обли­ке это­го пред­по­ла­га­е­мо­го обще­го пред­ка в новой рабо­те не содер­жит­ся, одна­ко Хой уве­ре­на в том, что он, несо­мнен­но, оби­тал в оке­ане, посколь­ку боль­шин­ство самых ран­них форм вело вод­ный образ жиз­ни.

Еще один вывод состо­ит в том, что кле­щи впер­вые «осед­ла­ли» не дино­зав­ров, а, веро­ят­но, каких-нибудь амфи­бий. В общем, от них еще стра­да­ли и пре­смы­ка­ю­щи­е­ся, и зем­но­вод­ные (на кото­рых кле­щи до сих пор могут пара­зи­ти­ро­вать). Нуж­но отме­тить, что кол­ле­ги фло­рид­ских уче­ных ука­зы­ва­ют на необ­хо­ди­мость более обшир­но­го сбо­ра гене­ти­че­ских дан­ных сре­ди ныне суще­ству­ю­щих форм (т.е. сове­ту­ют уве­ли­чи­вать раз­мер выбор­ки) и напо­ми­на­ют, что тем­пы эво­лю­ции при моде­ли­ро­ва­нии могут ока­зать­ся как завы­шен­ны­ми, так и зани­жен­ны­ми: узнать сред­нее вре­мя жиз­ни живот­ных и ско­рость пре­об­ра­зо­ва­ний на про­тя­же­нии мил­ли­о­нов лет пока не пред­став­ля­ет­ся воз­мож­ным.

Раду­ет, конеч­но, то, что гене­ти­че­ские мето­ды на этот раз очень хоро­шо согла­су­ют­ся с дан­ны­ми пале­он­то­ло­гов, кото­рые так­же уве­ре­ны в необы­чай­ной древ­но­сти чле­ни­сто­но­гих, одна­ко спе­ци­а­ли­сты, к кото­рым мы обра­ти­лись за разъ­яс­не­ни­я­ми, отме­ча­ют, что авто­ры ста­тьи (веро­ят­но, для того, что­бы под­черк­нуть важ­ность сво­их иссле­до­ва­ний) умал­чи­ва­ют о необы­чай­но боль­шом воз­расте реаль­ных пале­он­то­ло­ги­че­ских нахо­док иско­па­е­мых пау­ков и скор­пи­о­нов.

Мак­сим Бори­сов

  1. UF study suggests spiders, scorpions, ticks, mites far older than fossil record indicates (University of Florida News)
    http://news.ufl.edu/2008/10/30/ ancient-bugs/
  2. Spiders and Scorpions Among World’s Oldest Creatures (Discovery News)
    http://dsc.discovery.com/news/2008/10/31/spider-scorpion-genetic-print.html

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи