Аппендикулярии и происхождение хордовых

Ключевые тезисы

  • Аппендикулярии — это хордовые животные, ведущие пелагический образ жизни в построенном ими слизистом домике.
  • Происхождение хордовых остаётся дискуссионным, но ключевые гипотезы связывают их с вторичноротыми животными (полухордовыми и иглокожими).
  • Важным эволюционным событием считается «переворот» предка хордовых, в результате которого нервная трубка оказалась на спинной стороне, а целомодукты — на брюшной.
  • Палеонтологические находки (кольца хардаты) и данные молекулярной генетики вносят вклад в реконструкцию эволюционного пути.

Аппендикулярии: строение и образ жизни

  • Взрослая форма сохраняет все основные личиночные признаки хордовых: хорду, нервный тяж и сегментированную мускулатуру в хвосте.
  • Хвост расположен под телом и, создавая волнообразные движения, обеспечивает движение и ток воды.
  • Животное строит прозрачный слизистый домик сложной формы, который служит фильтрационным аппаратом.
  • Вода закачивается в домик работой хвоста, проходит через фильтрующие решётки, где взвесь задерживается и направляется ко рту.
  • Когда решётка забивается, аппендикулярия мощным движением разрывает домик и за несколько десятков минут строит новый.
  • Это гермафродиты. Оплодотворение, вероятно, перекрёстное. После выхода оплодотворённых яйцеклеток взрослая особь погибает.
  • Развитие прямое, без метаморфоза — личинка похожа на взрослую особь.

Поиск предков хордовых: методология и гипотезы

Для реконструкции происхождения используются:

  1. Палеонтологический метод (ископаемые остатки).
  2. Эмбриологический метод (анализ онтогенеза).
  3. Сравнительно-анатомический метод.
  4. Молекулярно-генетический метод (современный подход).

Общие черты хордовых с другими группами:

  • Двусторонняя симметрия (предопределила появление головы).
  • Метамерность (сегментация) строения.
  • Наличие целома (вторичной полости тела).
  • Вторичный рот (образуется на противоположном от бластопора конце зародыша).

Эти признаки сближают хордовых с вторичноротыми: полухордовыми и иглокожими.

Гипотеза эволюционного «переворота»

  • Идея принадлежит Этьену Жоффруа Сент-Илеру, который предположил, что хордовые — это «перевёрнутые» беспозвоночные.
  • Доказательства «переворота»:
    • У беспозвоночных брюшная нервная цепочка, у хордовых — спинная нервная трубка.
    • Направление тока крови у хордовых (от брюшной аорты к голове, по спинной — назад) противоположно таковому у других вторичноротых.
    • Целодукты (протоки целома) у беспозвоночных открываются на спинной стороне, у хордовых — на брюшной.
    • Экспрессия некоторых древних генов (например, Hox) у беспозвоночных идёт на брюшной стороне, у хордовых — на спинной.
  • Асимметрия в развитии ланцетника (смещённый рот и жаберные щели) может быть отголоском того, что предок не перевернулся на спину, а лёг на бок.

Палеонтологическая версия: кольца хардаты

  • Гипотеза палеонтолога Джеффриса (1981 г.) связывает происхождение хордовых с кольцами хардатами — мелкими ископаемыми животными докембрия с кальцитовыми покровами.
  • По его версии, они вели прикреплённый образ жизни, имели лофофор (щупальцевый аппарат) и жаберные щели.
  • Затем последовали этапы: переход в положение на боку (диксикония), утрата одного лофофора и жаберных щелей с одной стороны, переход к ползанию, втягивание лофофора с образованием эндостиля, восстановление симметрии и переход к плаванию.

Выводы

  1. Современные данные указывают на общее происхождение хордовых, полухордовых и иглокожих от вторичноротого предка.
  2. Ключевым событием в эволюции хордовых, вероятно, был поворот тела, приведший к уникальному плану строения.
  3. Согласно молекулярно-генетическим данным, оболочники (асцидии) филогенетически ближе к позвоночным, чем ланцетник.
  4. Происхождение хордовых остаётся областью активных исследований, где палеонтологические находки и генетические методы дополняют друг друга.