Без вариантов: центральная нервная система возникала в процессе эволюции несколько раз

Центральная нервная система оказалась "многократным изобретением" эволюции.
Иллюстрация Global Look Press.

Коллектив учёных во главе с Андреасом Хейнолом (Andreas Hejnol) из Бергенского университета опубликовал в журнале Nature статью, в которой поставил под сомнение истину, ещё недавно казавшуюся абсолютно незыблемой. Исследователи усомнились, что центральная нервная система унаследована всеми своими обладателями от общего предка. К такому выводу биологов подтолкнуло изучение странных морских существ.

Напомним, что класс, род, вид или любая другая общность в биологической систематике называется таксоном. Билатерии – это довольно необычный таксон. Он объединяет мух с крокодилами и людей с червями. Одна из черт, характерных, как ещё недавно считалось, только для его представителей – наличие нервного шнура (nerve cord), который может быть брюшным или спинным. У некоторых червей два нервных шнура, а вот у человека он один и называется спинным мозгом.

Используя морфологические, палеонтологические, генетические и другие свидетельства, биологи давно уже пришли к выводу, что все билатерии произошли от единого предка. Этот невообразимый общий предок людей и мух и передал нам "в наследство" центральную нервную систему, которая, получается, возникла в эволюционной истории один раз.

Однако авторы недавнего исследования ставят под сомнение эту устоявшуюся истину. Чтобы сделать столь смелый вывод, учёным пришлось путешествовать на лодке по фьордам Норвегии и Швеции, а также причаливать к скалистым островкам у побережья США. Учёные просеивали поднятый со дна ил и даже исследовали кишки морских огурцов, чтобы найти в них паразитов.

Результат стоил того. В сети исследователей попало много странных существ. Чего стоили только представители типа Xenacoelomorpha! У вида Xenoturbella bocki нет нервного шнура. Его нервная система похожа на таковую у медуз и напоминает сеть нервов. А вот вид Isodiametra pulchra имеет целых восемь нервных шнуров. Вид Meara stichopi может похвастаться ровно одним нервным шнуром, да ещё бегущим по спине, как у позвоночных. Не менее разнообразные "технические решения" продемонстрировали представители типов Rotifera, Nemertea, Brachiopoda и Annelida.

Итак, существуют животные, которые не относятся к билатериям, но, тем не менее, имеют разнообразные нервные шнуры. Вместе с тем некоторые их "соседи по типу" ничем подобным похвастаться не могут. Уже эти чисто анатомические данные, по мнению группы Хейнола, опровергают идею, что это "новшество" появилось в эволюционной истории однократно и только у предков билатериев.

А что же генетические данные? Оказывается, и с ними не всё гладко. Как сообщается в пресс-релизе исследования, учёные сосредоточились на активности гена bmp, который считается унаследованным от общего предка билатериев. Предыдущие исследования на разных животных, от дрозофил до морских червей, показали, что он отвечает за начало развития у эмбриона центральной нервной системы.

Правда, журнал Nature уточняет, что эта его функция была поставлена под сомнение ещё в 2006 году. Тогда другая научная группа обнаружила, что у некоторых видов червей этот ген активизируется задолго до того, как начинается развитие нервной системы.

Но тогда посчитали, что эти черви являются исключением из правил. Каким-то образом, решили биологи, ген приобрёл у них дополнительные функции. В конце концов, и нервных шнуров у них два, среди билатериев это экзотика.

Но работа Хейнола и коллег снова подняла вопрос о роли гена bmp. Учёные обнаружили, что и у их подопытных в процессе эмбрионального развития этот ген "включается" (как говорят специалисты, экспрессируется) много раньше, чем начинается развитие нервной системы. Более того, когда исследователи заблокировали работу этого гена, нервные шнуры странных морских существ развивались как ни в чём не бывало!

Всё это, заключают авторы, говорит о том, что центральная нервная система возникала в эволюционной истории многократно и независимо.

Между прочим, то же можно сказать про многоклеточность, минеральный скелет и достижение макроскопических размеров. И этот список ещё неполон. Независимые ветви жизни с удивительным постоянством приходят к одним и тем же оптимальным для этой планеты эволюционным решениям.

Сегодня