Крадущаяся пластинка оказалась затаившимся драконом

«Эй, амеба!» – обратись вы так к трихоплаксу, он, скорее всего, обидится. «Эй, животное!» – а если так, то, пожалуй, наполнится гордостью и поползет к вам с довольной улыбкой на лице. Вот только лица у него нет. И головы как таковой нет. И ног. И глаз. Ни передней, ни задней стороны тела нет. Нервных клеток нет, не ищи. Сисек тоже нет, забудь. Никаких органов и тем паче их систем. Даже рта нету, чтобы улыбаться. По виду – сущая амеба, аморфная бляшка на лоне природы. И тем не менее – животное.

Порядка 50 тысяч клеток насчитать можно в трехслойном плоском теле трихоплакса (у амебы лишь одна) и всего несколько их разновидностей. Размер существа – до 3 мм (иные амебы и то больше, хоть и одноклеточные). Ползет оно по дну моря с помощью ресничек на клетках эпителия и кушает всякую водорослевую мелюзгу – наползает на нее, переваривает вне тела, затем всасывает. «Липкая волосатая пластинка» – так переводится с латыни имя Trichoplax adhaerens, которым в 1883 году наделил это животное зоолог Франц Шульце, обнаруживший его налипшим на стенку аквариума, словно козюлька.

Trichoplax adhaerens и Hoilungia hongkongensis.Фото: Hans-Jürgen Osigus.

Трихоплаксы относятся к типу пластинчатых (Placozoa), к которому больше никто вроде бы и не относится. Тип хордовых (Chordata), к которому принадлежат люди, страусы, жабы, крокодилы и кильки, включает в себя более 65 тысяч видов животных. А пластинчатые представлены одними лишь трихоплаксами, которые даже внешним разнообразием не особо блещут: они обитают на небольших глубинах в тропиках и субтропиках по всему миру и выглядят везде одинаково – «волосатые пластинки» как они есть.

Впрочем, биологи давно подозревали, что генетическое разнообразие пластинчатых выше, чем можно предположить, глядя на один лишь их облик. В 2004 году подозрения были подкреплены анализом митохондриальной ДНК, который выявил несколько генетических линий этих незамысловатых пластинок: короткие последовательности разных особей отличались друг от друга так, будто они принадлежали даже не разным видам, а разным семействам животных! Оказывается, трихоплакс трихоплаксу рознь.

Недавняя расшифровка ядерного генома трихоплакса из Гонконга более чем подтверждает этот тезис. Этот представитель был выбран на основании наиболее разительных отличий по митохондриальной ДНК от типичного трихоплакса, чей ядерный геном был расшифрован в 2008 году. Перемолов в блендере несколько тысяч специально разведенных гонконгских трихоплаксов и собрав из ошметков геном, ученые из Мюнхенского университета (Германия) удивились. «Мы ожидали обнаружить отличия, но, увидев впервые результаты наших анализов, я был ошеломлен», – признается эволюционный биолог Михаэль Эйтель, ведущий автор исследования.

Четверть генов гонконгца были не в том месте или перевернуты по сравнению с типичным трихоплаксом. Последовательности для схожих белков отличались в среднем на 30%, а в некоторых случаях и на 80%. Четырех процентов генов «родича» и вовсе не нашлось, зато были такие, которых у того не было. В целом геном гонконгского животного отличался от генома трихоплакса примерно так же, как ДНК человека от ДНК мыши. «Это было поразительно, – дивится Эйтель. – Они выглядят одинаково, а мы совершенно на мышей не похожи…»

Генетические различия между двумя исследованными пластинчатыми составили 9,6%. Их геномы менее схожи, чем геномы мышей и людей (3%), притом что грызуны и приматы – это разные отряды млекопитающих! Иллюстрация: Lucy Reading-Ikkanda / Quanta Magazine.

Сравнив генетическую вариацию пластинок с межгрупповой вариацией в других типах животных, немцы пришли к выводу, что гонконгский вариант можно трактовать не только как новое семейство, но даже как новый отряд! Его даже трихоплаксом-то не назовешь, так как к роду Trichoplax он явно не относится. Биологи постеснялись описывать новые крупные таксоны и приняли консервативное решение ограничиться описанием нового рода и вида. Животное нарекли Hoilungia hongkongensis – в честь морского дракона переменчивой формы из китайской мифологии. «Гонконгский морской дракон» – да уж, знатный прогресс для бывшей «липкой волосатой пластинки».

Для таксономии описание хойлунгии является прецедентом: новый род впервые описан исключительно на основе генетических данных без привлечения морфологии и анатомии. Ученые назвали свой подход таксогеномикой. Он учитывает структурные различия между хромосомами, разницу в общем количестве генов и отличия в последовательностях выборочных генов, кодирующих белки.

«Кто-то должен был первым побороться за право провозгласить новый вид и род на основе геномики, и, к счастью, нам удалось опубликовать такую работу», – радуется Эйтель. «Наш аналитический подход, вероятно, окажется полезным для выявления похожего разнообразия в других группах животных с морфологически невыраженными различиями – таких как копеподы, коловратки, клещи и нематоды», – отмечает профессор Герт Верхайде, руководитель исследования.

Авторы обращают внимание на весьма своеобразный способ эволюции у пластинчатых: видообразование происходит у них исключительно на уровне генов, а не внешности. «Есть некоторые указания на действие негативного отбора: развитие морфологических новшеств может попросту подавляться, – предполагает Эйтель. – Мы пока что еще только начали искать объяснение для этого уникального эволюционного пути».

Река Хочун. Туда не хочун. Фото: EcoDMS.

Но в чем же выражаются эти генетические отличия пластинчатых, если не во внешности? Хойлунгия была выловлена в солоноватой речушке Хочун в манграх близ Гонконга – для этого местообитания характерны широкие перепады температуры и солености, так что, возможно, ее гены определяют физиологические и биомолекулярные адаптации к таким переменчивым условиям. У других видов пластинчатых телесные функции, вероятно, настраиваются в соответствии с их средами обитания.

Кстати, новые виды родственников трихоплакса и хойлунгии не за горами. По словам Эйтеля, секвенирование ДНК других пластинчатых уже вовсю ведется, а кроме того, регулярно добываются новые образцы из разных точек мира. Ожидаются десятки новых видов этих крадущихся пластинок с затаившимся генетическим разнообразием. «Эй, животные!» – окликните вы их. И все они обрадуются.


Текст: Виктор Ковылин. Научная статья: PLOS Biology (Eitel et al., 2018)

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент и поставить активную ссылку на эту статью – мы будем только рады. С уважением, Батрахоспермум.

Вас также могут заинтересовать статьи:
Уплощенный сожитель вьетнамского червя
Темная ДНК и ее темное влияние на эволюцию
В колониях эктоплевры обнаружены сытые и довольные приемыши


Комментарии:

Высказать свое мудрое мнение