Автор: Александр Марков
|
Комплексный анализ новейших палеонтологических и молекулярно-генетических данных подтвердил, что кембрийскому взрыву (внезапному появлению большинства современных типов животных в начале — середине кембрия, около 540–500 млн лет назад) предшествовал период «скрытой» эволюции животного царства длительностью в четверть миллиарда лет. Диверсификация надтипов, типов и классов животных началась в криогеновом периоде около 800 млн лет назад и продолжилась в следующем, эдиакарском периоде (635–542 млн лет назад). Продолжавшийся в течение эдиакария рост концентрации кислорода в морской воде, по-видимому, был важной предпосылкой появления в конце этого периода активных хищников, что, в свою очередь, стимулировало глобальную перестройку морских экосистем и параллельное приобретение минерализованного скелета многими группами животных. Дарвин считал Кембрийский взрыв больше не выглядит необъяснимым событием. Теперь мы знаем, что ему предшествовала длительная эволюция органического мира. Вероятные предки некоторых, хотя и далеко не всех, кембрийских групп обнаружены в позднем докембрии ( Известный американский палеонтолог-теоретик Дуглас Эрвин ( Главным результатом исследования является эволюционное дерево с хронологической привязкой, показанное на рис. 2. Основные усилия авторов были направлены на уточнение хронологии событий, а не топологии дерева, то есть на датировку «узлов» (точек ветвления), а не на порядок ветвления. Топология родословного древа животных сейчас уже в общих чертах выяснена (см.: Чтобы привязать дерево к геохронологической шкале, авторы обобщили данные по докембрийским и кембрийским ископаемым, опубликованные в течение двух последних десятилетий, и составили список древнейших достоверных находок ископаемых представителей современных типов и классов животных. Этот список, а также разработанную авторами новую классификацию эдиакарской фауны (об этой фауне см.: Малаховская, Иванцов, 2003.
|
Обобщение и частичная реинтерпретация новейших палеонтологических данных позволили авторам с большей или меньшей точностью привязать к геохронологической шкале 24 узла эволюционного дерева (белые кружки на рисунке). Эти узлы в дальнейшем использовались для калибровки молекулярных часов (см.: Анализ палеонтологических данных показал, что, несмотря на огромное количество новых находок, кембрийский взрыв всё-таки сохранил изрядную долю «взрывообразности». На кембрий по-прежнему приходится большинство первых появлений типов и классов животных в палеонтологической летописи. Но если объединить палеонтологические данные с молекулярно-генетическими, то становится ясно, что почти все эти типы и классы, впервые попадающие в летопись в кембрии, зародились намного раньше. В кембрии они лишь стали более многочисленными (массовыми), а многие их представители к тому же обзавелись скелетами и, возможно, увеличились в размерах. Животные (Metazoa) произошли от одноклеточных, близких к колониальным воротничковым жгутиконосцам, не позднее первой половины криогенового периода — примерно 800 млн лет назад. В том же периоде предки современных губок отделились от предков остальных животных (Eumetazoa), которые, в свою очередь, подразделились на книдарий и В следующем, эдиакарском периоде (который в отечественной литературе чаще называют вендским) обособились почти все современные типы животного царства. Но их представители, вероятно, оставались мелкими, мягкотелыми и малочисленными и редко попадали в ископаемую летопись. Большинство представителей известной нам эдиакарской фауны — это животные, не относящиеся ни к одному из современных типов. По-видимому, среди них не было активных хищников (за исключением В течение всего эдиакария, судя по многочисленным геологическим данным, происходил рост концентрации кислорода в морской воде. По мнению авторов, это позволило некоторым билатериям в самом конце эдиакарского периода перейти к активному хищничеству. Именно в это время появляются первые билатерии с твердыми скелетными элементами — спикулами, трубками, раковинками, что отражает, по-видимому, попытки мягкотелой фауны защититься от хищников. К этому же времени относятся первые бесспорные следы хищничества в виде дырочек, просверленных кем-то в этих самых раковинках. Древнейшая скелетная фауна, появляющаяся незадолго до конца эдиакария и резко размножившаяся в начале кембрия — это так называемая «фауна мелких ракушек», small shelly fauna (SSF), представляющая собой множество разрозненных скелетных элементов: раковинок, пластинок, спикул, трубочек, причем чаще всего даже неизвестно, кому эти элементы принадлежали. Впрочем, иногда находят целые «склеритомы» — интактные комплекты спикул и раковинок, явно принадлежавшие одному организму (Halkieria на рис. 1). Некоторые мягкотелые беспозвоночные — например, древние моллюски — по-видимому, сначала одевались покровом из отдельных скелетных элементов, которые позже в ходе эволюции сливались в более крупные скелетные образования — например, в монолитные раковины. Многие раннекембрийские находки SSF происходят из фосфоритовых отложений. Поскольку отложения этого типа широко распространены в эдиакарии, но там никаких скелетных элементов нет, можно уверенно утверждать, что отсутствие SSF вплоть до конца эдиакария объясняется тем, что этой фауны действительно не существовало, а не тем, что она почему-то не сохранилась или не найдена. На рубеже эдиакария и кембрия, по мнению авторов, произошла глобальная перестройка донных экосистем, обусловленная сопряженной эволюцией хищников и их жертв («эволюционной гонкой вооружений»), а также появлением активных роющих грунтоедов, которые впервые стали копать в грунте не только горизонтальные, но и вертикальные ходы, что вело к обогащению кислородом верхнего, богатого органикой слоя осадка и открывало новые эволюционные возможности для других донных обитателей. По мнению Эрвина и его коллег, в основе кембрийского взрыва лежала своеобразная эволюционная «цепная реакция», обусловленная положительной обратной связью между появлением новых видов животных (активных хищников, роющих грунтоедов, разнообразных организмов с защитными скелетными образованиями) и новых экологических ниш, которые этими животными невольно создавались для следующих «поколений» новых видов (см.: На сегодняшний день, благодаря успехам сравнительной геномики и эволюционной биологии развития, стало ясно, что базовый набор генов — регуляторов, необходимых для построения сложных и разнообразных многоклеточных тел, имелся уже у самых первых животных (за исключением, пожалуй, генов Hox-кластера, см.: Таким образом, по мнению Эрвина и его коллег, замечательное эволюционное изобретение под названием «многоклеточное животное», с почти полным набором всех белков, необходимых для построения бесконечного разнообразия сложных тел, было сделано еще 800 млн лет назад, в первой половине криогенового периода. Но чтобы реализовать этот потенциал (путем достраивания системы межгенных взаимодействий) и по-настоящему «внедрить» изобретение в экономику биосферы, пришлось дожидаться, пока концентрация кислорода в морской воде станет достаточной для перехода животных к активному хищничеству. Произошло это лишь около 542 млн лет назад, что и дало начало «кембрийскому взрыву». Источник: Douglas H. Erwin, Marc Laflamme, Sarah M. Tweedt, Erik A. Sperling, Davide Pisani, Kevin J. Peterson.
Анонсы новостей ![]() |
Эссе «Одушевление» Литературная демонстрация общей структуры самоощущения для всех живых существ, обладающих механизмами субъективных абстракций: Эссе «Одушевление». 20-03-2022г. |
Суть самоощущения Просто и ясно показывается сущность явления самоощущения: Суть самоощущения. 23-02-2022г. |
Комментарии к статье К.В.Анохина: «Когнитом: в поисках фундаментальной нейронаучной теории сознания» Комментарии к статье К.В.Анохина: «Когнитом: в поисках фундаментальной нейронаучной теории сознания». 10-02-2022г. |
Комментарии к книге Дэвид Иглмен Мозг: «Ваша личная история» Комментарии к книге Дэвид Иглмен Мозг: «Ваша личная история». 02-02-2022г. |
Реализация моделей живых существ Итоги программной реализации систем индивидуальной адаптивности на основе жизненный параметров: Реализация моделей живых существ. 11-12-2021г. |
Анонс религии «Наука» Анонс религии «Наука»: Вера в науку. 31-10-2021г. |
Критические периоды развития у человека и вундеркинды Делаются определённые обобщения, коррелирующие с моделью представлений об организации механизмов психики МВАП: Критические периоды развития у человека и вундеркинды. 13-12-2020г. |
Обобщение материалов исследований сетчатки глаза Сетчатка: Обобщение материалов исследований сетчатки глаза. 07-11-2020г. |
Проблемы академической науки Безынициативность в отсутствие личного интереса, план по валу статей, все большая коммерческая составляющая и многое другое: Проблемы академической науки. 11-10-2020г. |
Ориентировочный рефлекс Обобщение фактических данных исследований по функции и механизмам ориентировочного рефлекса – границы между рефлексами и сознанием: Ориентировочный рефлекс. 20-09-2020г. |
|