Предками тихоходок назвали луолишаниид

Ученые нашли предков тихоходок. Ими оказались беспозвоночные из группы Luolishaniidae, которые жили на земле в кембрийском периоде. Эти существа напоминали современных тихоходок строением ротового аппарата и конечностей. Однако в телах луолишаниид было больше сегментов, а конечности были длиннее. Как отмечается в статье для журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, тихоходки в процессе эволюции становились все более мелкими, из-за чего им пришлось пожертвовать частью сегментов тела и длинными конечностями.

Тихоходки (Tardigrada) давно привлекают внимание ученых благодаря способности выживать в экстремальных условиях, например, под воздействием высоких доз радиации или при очень низких температурах. Однако о происхождении этих необычных существ до сих пор известно немного. Предполагается, что их предками были кембрийские морские беспозвоночные лобоподы (Lobopodia), напоминавшие червей с мягким телом и короткими конечностями, такие как галлюцигения (Hallucigenia). Помимо тихоходок, от лобопод, вероятно, произошли членистоногие (Arthropoda) и онихофоры (Onychophora).

Команда специалистов, которую возглавил Тхэ-юн Пак (Tae-­Yoon S. Park) из Корейского института полярных исследований, решила выяснить, как тихоходки приобрели характерный план строения, который включает четыре пары конечностей с коготками на концах и выстланную кутикулой глотку. Простое изучение ископаемых тихоходок не дает ответа на этот вопрос, поскольку они очень скудно представлены в палеонтологической летописи. Древнейший организм, который можно отнести к этой группе, жил в среднем кембрии. Однако он вел паразитический образ жизни — а значит, строение его тела было узко специализированным и сильно отличалось от предкового. А тихоходки Milnesium swolenskyi, Beorn leggi и Paradoryphoribius chronocaribbeus из мелового и миоценового янтаря уже сильно напоминали современных.

Пак и его коллеги собрали сведения о строении тела 40 видов тихоходок (включая три вымерших вида, известных по инклюзам в янтаре), всех кембрийских лобопод и ряда видов членистоногих и онихофор. В первую очередь авторов интересовало устройство ротового аппарата, конечностей и покровов. В результате выяснилось, что у тихоходок и лобопод много общих анатомических черт. Среди них кутикулярные чувствительные органы вокруг рта, парные выросты в средней части головы, дифференциация конечностей на два типа, наличие когтей и присутствие заостренных частей в ротовом аппарате. Кроме того, мышцы тихоходок и лобопод крепятся похожим образом.

Таким образом, многие характерные признаки тихоходок унаследованы ими от лобопод. В классе Eutardigrada больше всего предковых черт сохранил род Milnesium, а в классе Heterotardigrada — род Coronarctus. У представителей обоих этих родов удлиненное тело, отсутствуют кутикулярные пластинки на сегментах тела, а на конечностях нет пальцев, так что когти крепятся к ним непосредственно. Ранее самыми примитивными тихоходками считались представители семейства Stygarctidae.

На следующем этапе Пак с соавторами построили филогенетическое древо тихоходок. Так им удалось выяснить, что наиболее вероятными предками этих беспозвоночных были лобоподы из клады Luolishaniidae, которые жили на планете в кембрийском периоде и обладали пятью-шестью парами конечностей. На близкое родство двух этих групп указывают такие общие признаки, как сходные ротовые придатки и наличие двух типов конечностей.

Впрочем, некоторые черты строения тихоходок заметно изменились по сравнению с предками. Например, если конечности луолишаниид были длинными, то у тихоходок они стали намного короче, вероятно, из-за потери гена dachshund. А от девяти-шестнадцати сегментов тела, характерных для представителей группы Luolishaniidae, у их потомков осталось лишь четыре. По мнению Пака и его коллег, тихоходки утратили средние сегменты тела, соответствующих груди и части брюшка насекомых. Вероятно, укорочение конечностей и всего тела связано с миниатюризацией этих беспозвоночных.

Ранее мы рассказывали о том, как биологи из Техасского университета проверили на нейронах крыс белок Dsup, который отвечает за радиационную защиту тихоходок. В прошлых работах на клетках эмбриональных почек человека это вещество защищало цепи ДНК от повреждений, но в головном мозге млекопитающих повело себя с точностью до наоборот. После внедрения гена Dsup в нейронах быстро появлялись признаки необратимого повреждения, а риск гибели клеток повышался.