Срочные новости раздела
Строение щупалец брахиопод поможет реконструировать облик предка всех двусторонне-симметричных животных

Строение щупалец брахиопод поможет реконструировать облик предка всех двусторонне-симметричных животных

Биологи из МГУ имени М. В. Ломоносова выяснили, как эволюция щупальцевого аппарата морских брахиопод отразилась на строении их нервной системы. Похожий орган, предполагают исследователи, мог быть у древнего предка двусторонне-симметричных животных, к которым относится 99 % описанных ныне видов, и люди в том числе. Исследуя современных брахиопод, можно воссоздать внешний облик и судьбу этого загадочного вымершего существа.

Лофофор  Coptothyris grayi© Temereva, Kuzmina/Scientific Reports, 2021

До сих пор нет однозначного ответа на вопрос о том, как именно возникли двусторонне-симметричные, или билатеральные, животные. К ним относится 99 % всех описанных видов многоклеточных, среди них и человек. Есть мнение, что общий предок билатерий имел щупальца, служившие ему для добычи пищи, передвижения и как орган чувств. Однако у него, равно как и у других его многоклеточных современников, не было твердого скелета, а потому не осталось никаких вещественных доказательств его существования. Твердые ткани, способные сохраняться долгое время, появились примерно 540 миллионов лет назад, в эпоху кембрия.

Именно тогда обнаружены первые следы брахиопод — морских донных животных, прикрепляющихся к подводным предметам при помощи мускулистой ноги. От кембрийского разнообразия к нашему времени осталось всего лишь 400 видов: вероятно, группа оказалась вытеснена очень схожими с ними по внешнему виду и образу жизни двустворчатыми моллюсками.

Главная особенность брахиопод — щупальцевый аппарат, вероятно, схожий с тем, каким обладали первые билатерии. Он называется лофофор — две свернутые в спирали руки, которые находятся с обеих сторон от ротового отверстия и несут щупальца, покрытые ресничками. Их биение создает ток воды, который приносит питательные частицы: мертвую органику, мелких жгутиконосцев, диатомовые водоросли и прочее. Кроме того, лофофор — это орган осязания и химического чувства.

У самых ранних, вымерших, представителей группы был простой лофофор с одним рядом щупалец, системой хорошо развитых мышц для его поддержки и множеством нервов для управления им. Поскольку у большинства современных брахиопод лофофор имеет внутренний скелет, его мышечный каркас заметно упрощается, равно как и иннервация. В своей новой работе исследователи из МГУ имени М. В. Ломоносова рассмотрели строение нервной системы наиболее сложного щупальцевого аппарата брахиопод на примере вида Coptothyris grayi. Животных собирали в 2015 году в ходе экспедиции в заливе Восток Японского моря. Брахиопод препарировали, отделяли их лофофор и изучали его при помощи ряда микроскопических методов, в том числе мечения определенных структур флуоресцентными антителами.

«Нервная система лофофора этого животного проявляет несколько эволюционных тенденций. С одной стороны, мускулатура органа заметно упростилась, из-за чего у него исчез один из четырех основных нервов — остальным брахиоподам он нужен для иннервации мощной кольцевой мышцы лофофора. С другой стороны, у Coptothyris grayi орган имеет очень сложную морфологию, а щупальца формируют не один, а два двойных ряда. Такие «совершенные» щупальца нужно точно координировать, и здесь ресурсов центральных нервных узлов недостаточно: появляются дополнительные крупные скопления нейронов. Они расположены вокруг хорошо развитого второго добавочного брахиального нерва, и в совокупности два этих улучшения обеспечивают согласованное управление смежными щупальцами, что чрезвычайно важно для животных-фильтраторов», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Елена Темерева, доктор биологических наук, профессор Биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова и базовой кафедры Института биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН.

Изучение лофофоров брахиопод может внести ценный вклад в понимание того, как возникли эти органы в разных группах организмов: независимо при приспособлении к окружающей среде или же были унаследованы от общего предка. Для реконструкции эволюции щупальцевых аппаратов необходима информация не только об их строении и функционировании, но также о развитии. Например, данных о формировании щупалец у брахиопод крайне мало и получены они в основном на тех представителях, плавающие ювенили (неполовозрелые особи) которых уже их имеют. Несомненным важным продолжением этой работы станут исследования индивидуального развития лофофора у брахиопод из разных групп.

Статья опубликована в журнале Scientific Reports при поддержке Российского научного фонда (РНФ)   Источник: polit.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Палеонтологи обнаружили древнюю птицу со столь же удивительным хвостом, что у райской птицы. Никогда прежде у ископаемых птиц не находили такого сочетания рулевых перьев.
подробнее...

Ученые выяснили, с помощью какого белка паразитические бактерии из рода Phytoplasma контролируют рост растений и замедляют их старение, превращая тех в «зомби».Phytoplasma в клетке флоэмы растения©
подробнее...

Исследователи из Университета Монпелье (Франция) и Университета Питтсбурга (США) тестируют новые методы лечения, сочетающие бактериофаги с антибиотиками, которые мы используем в настоящее время, для
подробнее...

Ученые посадили мышей, больных раком, на диету с разным содержанием хлорида натрия, а затем проверяли различия в росте опухоли. Как выяснилось, у грызунов, потреблявших больше соли, наблюдалось
подробнее...

Ученые из Музея естественной истории в Лондоне, Бирмингемского университета, Университетского колледжа Лондона, Университета Сиди Мохамеда бен Абделлаха в Фесе (Марокко) и Цюрихского университета
подробнее...

Ученым-физикам впервые за всю историю науки удалось создать вихревой атомарный луч, своего рода закрученный «торнадо» из атомов и молекул, обладающий некоторыми удивительными квантовыми свойствами,
подробнее...

Постоянная тонкой структуры примерно в 10 раз превышает ее нормальное значение в материале, называемом квантовым спиновым льдом,- пишет sciencenews.org.  Новый расчет намекает, что квантовый спиновый
подробнее...

Ученые Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в эксперименте с крысами показали, что черный чай в дозе, эквивалентной одной чашке чая обычной заварки, полностью предотвращает
подробнее...

Международная команда исследователей проанализировала звуки орангутанов в естественной среде обитания и пришла к выводу, что общепринятая теория возникновения человеческого языка может быть ошибочной.
подробнее...

Новое исследование, проведенное палеонтологами из Университета Саутгемптона (Великобритания), предполагает, что кости, найденные на британском острове Уайт, принадлежат двум новым видам спинозавридов,
подробнее...

Биомеханическое моделирование показало, что двуногие динозавры из группы терапод при ходьбе покачивали хвостом. Движения хвоста позволяли им компенсировать вращательный момент тела и тратить на 18 %
подробнее...

Всем нам порой кажется, что погода и ее составляющие — температура, атмосферное давление, влажность воздуха и прочее — усугубляют переносимость боли или даже вызывают ее, например мигрень или
подробнее...

Международная научная группа во главе с исследователями из Сколтеха и IBM создала чрезвычайно энергоэффективный оптический переключатель, который мог бы заменить электронные транзисторы в новом
подробнее...

Авторы нового исследования  обнаружили  мобильный генетический элемент, который, однажды оказавшись в новой хромосоме, привел к тому, что человекообразные обезьяны лишились хвоста. Предположительно,
подробнее...

Избранные астрономические события месяца (время всемирное):
подробнее...

Неожиданный вывод об аномальных конформационных состояниях молекул ДНК на поверхности заряженных мономолекулярных пленок и их фундаментальных отличиях от строго периодической конформации двойной
подробнее...

 РИА Новости. Австрийские ученые выяснили, что вирус SARS-CoV-2 вызывает уникальный ответ иммунной системы человека. В крови пациентов с COVID -19 присутствует отчетливый набор иммунологических
подробнее...

Японские ученые из Института RIKEN в эксперименте на мышах сумели обратить вспять синдром Клифстры — генетическое заболевание, приводящее к умственной отсталости. При синдроме Клифстры одна копия гена
подробнее...