Марсело Санчес - Эмбрионы в глубинах времени

Некоторым морским беспозвоночным холодная среда обитания может помочь избежать действия опасных радикалов. Многие виды в процессе эволюции приобрели другие способы продлевать свою жизнь. Например, циприна (арктика) исландская ( Arctica islandica ), представитель двустворчатых моллюсков, закапывается в бедные кислородом слои океанского дна на несколько дней. Там она затормаживает свой обмен веществ и частота её сердечных сокращений составляет лишь десятую часть от нормальной скорости. Когда моллюск выходит из этого состояния, митохондрии начинают функционировать в обычном режиме, вновь производя радикалы. Но в это же время некоторые гены активизируются и производят ферменты, которые борются с опасными новыми химическими соединениями, возникающими при высокой скорости метаболизма. Благодаря этой стратегии данный двустворчатый моллюск может достигать возраста более двухсот лет. У позвоночных такого свойства нет. Вместо того, чтобы замедлить обмен веществ, в условиях меньшей доступности кислорода митохондрии производят ещё больше радикалов.

Различные картины роста и их отношение к температуре изучены для многочисленных ископаемых организмов, например, для моллюска Cucullaea raea из эоценовых пород острова Сеймур на Антарктическом полуострове. В эоцене температуры были гораздо выше, чем температура ниже нуля, которая характерна для нашего времени. Раковины этого двустворчатого моллюска росли очень медленно и только в полной темноте южнополярных зим. На удивление, они полностью прекращали расти во время южного полярного лета, когда пища была более обильной, вероятно, из-за того, что они вкладывали всю свою энергию и ресурсы в воспроизводство. Из-за своих медленных обмена веществ и скорости роста эти моллюски жили чрезвычайно долго. Некоторые демонстрируют линии роста, представляющие более ста лет жизни. Подобно Arctica islandica , они жили дольше, чем многие из людей.

Ископаемые отпечатки — это почти единственные свидетельства существования мягкотелых представителей биоты или мягких частей организмов. К счастью, только «почти». Сохранение беспозвоночных в некоторых редких местонахождениях окаменелостей заходит гораздо дальше обычного сохранения экзоскелета или раковины: мельчайшие детали целого тела, включая глаза и придатки, сохраняются в ископаемом состоянии на различных стадиях развития. Их обнаружение и изучение сложны, поскольку обычно они хрупкие и мелкие. Но благодаря новым методам получения изображений и компьютерным программам трёхмерной реконструкции открывается много новой информации. Местонахождения имеются по всему миру и среди них формация Крато из меловых отложений Бразилии, Золенхофен из юры Баварии, райниевые черты из девона Шотландии, и «орстенские» местонахождения по всему миру, лучше всего известные из Швеции и охватывающие период от нижнего кембрия до нижнего ордовика.

Открытия и описания онтогенетических стадий столь большого количества таксонов быстро наполняют литературу. В дальнейшем накопление этой информации, синтез и анализ этих открытий, несомненно, окажут огромное влияние на наше понимание самых ранних стадий развития нескольких групп членистоногих. Некоторые международные исследовательские группы, такие, как группы Марка Саттона и Дерека Бриггса, используют сложное программное обеспечение для получения трёхмерных реконструкций в целях изучения крохотных и хрупких окаменелостей, заключающих в себе богатую морфологическую информацию.

Пример, который я упоминаю здесь, касается изучения раннего представителя ракообразных из среднего кембрия Швеции, Henningsmoenicaris scutula .

Йоахим Хауг и его коллеги идентифицировали десять онтогенетических стадий этого животного и создали, как они любят это называть, «четырёхмерную модель», где четвёртым «измерением» является время. Эти стадии документируют время и способ добавления сегментов и их придатков. Первая стадия имеет четыре сегмента, несущих придатки; это количество увеличивается до семи, после чего происходит дифференциация отделов тела.

Хауг и его коллеги документировали развитие сложных глаз, впервые распознаваемых на пятой стадии из десяти имеющихся в наличии. Каждая из последующих стадий документирует изменение от сидячих глаз к стебельчатым. Прекрасная морфология даёт нам не только эстетически приятное описание изменений формы, происходивших около 520 миллионов лет назад, но также данные, важные для понимания ранних этапов разделения ракообразных и других групп членистоногих в процессе эволюции.

Какие способы развития характеризовали происхождение крупных групп членистоногих, в том числе трилобитов? Являются ли общие системы индивидуального развития признаком эволюционного родства, или они эволюционировали независимо в различных группах? Хауг и его коллеги заметили, что способ слияния последних туловищных сегментов у Henningsmoenicaris в ходе онтогенеза также присутствует у трилобитов: новые сегменты появляются и присоединяются к прилегающему к ним спереди сегменту, в противоположность картине, имеющей место у более поздних ракообразных. Эти и другие аспекты относительного времени возникновения онтогенетических событий можно нанести на эволюционные древа, чтобы отследить, насколько консервативным или пластичным было индивидуальное развитие на самых ранних стадиях эволюции многоклеточных животных.

История жизни — это история изменений, и многое в ней записано окаменелостями в глубинах времени, где возникало и исчезало огромное разнообразие живых организмов. Можно ли извлечь из этого некое моральное послание? Конечно, нет. Не существует морали, присущей научному факту или гипотезе. Не так давно в нашем понимании эволюции, в том числе и эволюции человека, доминировала идея эгоистичного гена. Чуть позже биологические антропологи продемонстрировали нам, что мы, люди, являемся общественными человекообразными обезьянами, и что это биологически внедрено в нас. Это новое знание биологии не изменяет морального императива, который мы свободно выбираем, чтобы руководствоваться им.

Поскольку всё изменяется и поскольку мы рано или поздно будем обречены как индивиды и как вид в целом, в чём смысл бытия? Или, забывая о необъятности времени, — поскольку мы, люди, есть ничто иное, как весьма особенные крупные человекообразные обезьяны, ничто иное, помимо биологии — почему мы боремся против нашей «природы»? Альберт Камю видел комфорт в стимуле продолжать движение, несмотря на свою экзистенциалистскую концепцию жизни. Сизиф был навечно осуждён вкатывать на гору валун, который раз за разом скатывался назад, к месту, откуда началось движение. Давайте получать удовольствие, толкая его вверх.