Андрей Журавлёв - Парнокопытные киты, четырехкрылые динозавры, бегающие черви...

Каковы бы ни были успехи современной палеонтологии, вряд ли нам удастся узнать когда-нибудь то, каким комплексом генов обладали вендобионты, но предположить кое-что можно.

Важнейшие белки, необходимые для сборки самых сложно устроенных многоклеточных животных, вплоть до человека, а также гены, отвечающие за их синтез, возникли у древних одноклеточных существ. Это установили молекулярные биологи из Института эволюционной биологии и Каталонского института инновационных исследований в Барселоне под руководством Иньяки Руиса-Трийо, изучающие воротничковых жгутиконосцев, ихтиоспори-дий, филастерий и некоторых других одноклеточных опи-стоконтов. «У наших далеких одноклеточных родственников, — рассказывает Руис-Трийо, — обнаружены белки, которые у многоклеточных животных играют важнейшую роль в развитии зародыша, формировании и росте клеточных тканей, отмирании клеток. Такие белки особенно активно вырабатываются при образовании колоний, для чего требуется синхронизация процессов в отдельных клетках». Поскольку у всех нас около миллиарда лет назад были общие предки, изучение этих простейших помогает понять, как и зачем появился генный комплекс, превращающий нас в многоклеточных.

Комплекс ключевых генов многоклеточных животных, стимулирующих и подавляющих транскрипцию, то есть считывание информации с ДНК, а также гены, производящие сигнальные вещества (нейропетиды), есть у воротничковых жгутиконосцев, апусозой, ихтиоспоридий и филастерий. За исключением апусозой все эти организмы являются одноклеточными заднежгутиковыми, способными образовывать колонии. Молекулярные биологи помещают их в основание древа многоклеточных животных. Апусозои, возможно, представляют собой потомков исходной для всех «заднежгутиковых» группы и занимают промежуточное положение между этими организмами и амебозоями (слизевиками), у которых кое-что из генного комплекса многоклеточных животных уже было. Получается, генетический аппарат многоклеточных животных совершенствовался независимо от апусозой и, вероятно, задолго до их возникновения.

Современная колония ихтиоспоридия Sphaeroforma arctica (диаметр отдельных клеток до 10 микронов). Институт эволюционной биологии, Барселона (предоставлено Иньяки Руисом-Трийо)

Так что к концу эдиакарского периода все необходимое многоклеточным животным на молекулярном уровне уже сложилось. По дну эдиакарского моря ползал некто, оставлявший два параллельных ряда ямок или царапин, и, так как между этими рядами отсутствует след волочения тела, можно предполагать, что по осадку двигался организм с конечностями. Чтобы получить из условного слизевика — подвижного скопления амеб, действующего по единой программе, — настоящий многоклеточный организм, следовало генетические механизмы, включающиеся на стадии образования плодового тела, «заставить» работать на стадии питания и движения. Такое совмещение двух жизненных стадий положило бы начало сборке в единое целое генома многоклеточного животного на основе сохранения генетических регуляторов, имеющихся в клетках разного типа. У одноклеточных заднежгути-ковых и слизевиков эти регуляторы включается как раз во время образования колоний. С этого и начался каскад генных преобразований, ведущий к развитию многоклеточности. И если животные — это возможные потомки организма, напоминающего мигрирующего слизевика, то грибы — потомки того же организма, но на его плодовой стадии.

В общем, можно сказать, что эволюция многоклеточных животных началась полтора миллиарда лет назад, когда по дну океана поползли грибы…

Необычные открытия поджидают везде, даже в такой, казалось бы, истоптанной ногами палеонтологов земле, как Испания: там проходят практику студенты Германии, Англии, США и копается несметное число любителей. Благо полевые работы здесь — не то что в Сибири, куда только добираться надо несколько суток, а затем несколько недель или месяцев пребывать в автономном плавании (мобильник далеко не везде ловит, а раньше такого аппарата и просто не было).

В девять часов утра мы с Хосе Антонио Гамесом Винтанедом неспешно отъезжаем от дверей Университета Сарагосы в южном направлении и уже в одиннадцать с небольшим оказываемся среди красных приплюснутых холмов долины реки Эбро с еще не ожившими в конце марта коряжками виноградников, но с вполне бодрыми хозяевами многочисленных винных хозяйств Кариньены, Панисы и других мест, чьи произведения по вкусу совсем не уступают знаменитым винам Риохи. Но все это — не сейчас. Наша цель — ущелье реки Грио в Иберийских горах. Грио — небольшой ручеек по нашим понятиям, который, однако, разделяет два совершенно разных в геологическом отношении блока, некогда ведших самостоятельную жизнь различных микроконтинентов. По правому северному борту речки протягивается иссиня-черная узкая полоска морских известняков. Они считаются единственными в Иберийских горах протерозойскими известняками, поскольку какие-либо органические остатки в них не найдены. Десять минут уходит на рекогносцировку — любование цветущим миндалем, вишней, фиалками и собственно поверхностью пород.

Древнейшие кембрийские скелетные ископаемые, в основном представители Lophotrochozoa (средняя длина 1,5 миллиметра); Иберийские горы, Арагон, Испания; 540 миллионов лет. Университет Сарагосы

С возрастом зрение не улучшается, но именно нажитые способности позволяют высмотреть в темной глыбе известняка 3-миллиметровые трубочки-раковины. Древнейшая на всю провинцию Арагон ископаемая фауна найдена, но чтобы извлечь ее, приходится около часа поработать кувалдой, аккуратно, стараясь не потерять драгоценные находки. Позже под микроскопом удается разглядеть, что эти трубочки покрыты пластинчатым орнаментом, в котором угадываются очертания плоских шестигранных кристаллитов. Так выглядит ископаемый перламутр. Значит, возраст этих пород не старше 540 миллионов лет, и это уже не докембрийские, а кембрийские слои. Однако, учитывая их положение — намного ниже слоев с первыми трилобитами и даже с первыми сложными ископаемыми следами, — они весьма древние. Самое начало кембрийского периода. Кто жил в трубочках? Перламутр, или очень похожая на него микроструктура раковины, — это признак лофотрохозой. То есть сидел в ней кто-то похожий на моллюска, брахиоподу, мшанку или их общего предка…