Первое на Земле животное объявили «хищником»
+ A —
Предполагается, что оно питалось одноклеточными организмами
Группа ученых, представляющих Аризонский университет в Тусоне, выдвинули предположение относительно того, как питалось древнейшее животное, появившееся на планете в процессе эволюции. Согласно озвученной версии, оно поедало одноклеточные организмы, населявшие планету в тот период — то есть, в некотором смысле, было хищником.
Самые первые живые существа на планете отфильтровывали питательные вещества непосредственно из окружающей среды, в то время как на сегодняшний день в живой природе встречается огромное разнообразие «диет». Специалисты попытались выяснить, как эволюционировали различные подходы к питанию. Приближаясь к ответу на этот вопрос, ученые попытались разобраться, как питался общий предок всех современных животных, живший около 800 миллионов лет назад.
Ученые сопоставили информацию о тысяче с лишним биологических видов, населяющих Землю сегодня — людей, уток и других позвоночных, почти 140 видов жуков и так далее. Почти две трети видов, попавших в «подборку», были хищными, чуть меньше трети — травоядными, а три процента — всеядными. В результате специалисты выстроили своего рода «родословную», позволяющую отследить, как менялись пищевые привычки животных.
Как предполагают авторы новой научной работы, с высокой вероятностью основным источником пищи первого многоклеточного животного были одноклеточные организмы. Вероятно, первое животное напоминало губку, «поджидавшую» свою добычу, а может быть, оно за ней «охотилось», переплывая с места на место.
В любом случае, «хищником» общего предка человека и жуков можно назвать довольно условно — организмы, которые он пожирал, не были ни животными, ни растениями, ни грибами, то есть относились к группе протистов.
Исследование было опубликовано в журнале Evolution Letters.
Читайте материал «Названы отличия «мужской» памяти от «женской»»
Первые животные на Земле. – Динозавры, эволюция
Самые древние следы жизни животных на Земле датируются миллиардом лет, но древнейшим окаменелостям самих животных приблизительно 600 миллионов лет, они относятся к вендскому периоду.
Название своё эта фауна получила от Эдиакаран-хиллз (холмов Эдиакары), расположенных в Южной Австралии. В 1946 г. один австралийский геолог заметил какие-то необычные окаменелости в слоях древнего песчаника.
Сначала решили, что эдиакарские животные — это живые существа кембрийского периода, времени, когда началось бурное развитие животного мира (приблизительно 570-540 млн лет назад). Однако более тщательное исследование показало, что найденные окаменелости ещё древнее и относятся к вендскому периоду. Он непосредственно предшествовал кембрийскому периоду. До находки этих окаменелостей вендский период казался биологической «чёрной дырой», так как учёным не удавалось найти никаких следов существования живых организмов.
Это окаменевшее животное около 2 см в диаметре, медузина мавзони, внешне похоже на медузу, выброшенную на берег. Многие думают, что это животное или другие, похожие на него, были прямыми предками медуз, появившихся в начале кембрийского периода.
В отличие от большинства современных животных ни одно из эдиакарских животных не имело головы, хвоста или конечностей. Не было у них также ротовых отверстий и органов пищеварения. Они, вероятно, просто впитывали органические вещества из окружающей их воды. Некоторые из них могли служить прибежищем для водорослей. Этот симбиоз давал им большое количество энергии, которую водоросли аккумулировали из солнечного света. Среди эдиакарских животных были неразрывно связанные с морским дном и внешне очень похожие растения.
К таким видам относились чарния, похожая на студенистое перо, и свартпунтия, с четырьмя полукруглыми «гребешками». Самым же крупным из них была дикинсония, которая могла достигать размера коврика перед дверью.
Эдиакарские обитатели вели жизнь, бедную событиями. У них не было никаких органов или средств для самозащиты и отражения нападения. В этом, впрочем, не было необходимости. Море в ту эпоху было безопасным местом, потому что эволюция ещё не породила хищников.
Эта воображаемая картина жизни эдиакарских животных, найденных в различных частях Земного шара. В центре дикинсония, самый крупный представитель этой фауны, достигавший иногда в длину 1 м. Слева похожие на три пера чарнии, как будто выросшие из ила, а на заднем плане мы видим трио свартпунтий кирпичного цвета. Сприггина — мелкое животное перед дикинсонией — похожа на примитивных трилобитов, хотя, как и у всех представителей Эдиакарской фауны, у неё не было твёрдых частей тела.
Прошло уже более 50 лет после открытия первых эдиакарских животных, а учёные всё ещё продолжают спорить об их месте в животном мире.
Поскольку фактического материала очень мало, ни одна из этих теорий не убедила специалистов, занятых проблемами эволюции. Напротив, многие учёные полагают, что представители Эдиакарской фауны были животными в полном смысле слова, но судьбы их в конце вендского периода сложились весьма неодинаково. Некоторые из них дали начало знакомым нам животным, которые широко распространились в кембрийский период, а другие вымерли.
Находки говорят: Уидлена-Паунд, огромный каньон в скалах песчаника шириной 17 км, находится в Южной Австралии. Это та же геологическая формация, в которой были найдены первые ископаемые эдиакарские животные. Песчаник, из которого состоят эти фолмы, сформировался более 540 млн лет назад, ещё до появления первых животных с раковинами и панцирями. Находки ископаемых животных в этих скалах изменили во многом наши представления об эволюции животного мира.
Эти материалы будут вам интересны:
Учёные нашли самое старое живое позвоночное на Земле / Хабр
Сложно представить какое-либо существо, родившееся в 1505 году, и всё ещё живое. Это был год, когда Мартин Лютер стал монахом, а король Генрих VIII отменил свою помолвку с Екатериной Арагонской… в общем, безумно давно.
Но учёные считают, что они нашли именно такое безумно старое существо – массивную гренландскую акулу, плавающую в водах Северного Ледовитого океана.
Акуле, по верхней оценке 512 лет, что делает её самым старым живым позвоночным животным в мире, даже старше, чем Шекспир. И вы ещё считаете себя старым в 30 лет?
Гренландские акулы, как известно, живут сотни лет и проводят большую часть своей жизни, плавая в океане в поисках партнёра.
Они также растут со скоростью примерно один сантиметр в год, что позволяет учёным определять их возраст путём измерения их размера.
Эта конкретная акула, одна из 28 гренландских акул, которую изучили учёные, была 18 футов или пяти с половиной метров в длину и весила более тонны, а значит, ей может быть 272 — 512 лет.Потенциальный возраст акулы был указан в публикации в журнале Science.
Если учёные правильно вычислили возраст акулы, она была жива во времена крупных исторических событий, таких как основание США, Промышленная Революция и обе Мировые Войны.
Гренландские акулы в основном едят рыбу, но ни разу не были замечены во время охоты. У некоторых были обнаружены куски оленя и лошади в желудке. Животное является деликатесом в Норвегии, но его мясо ядовито, если его не приготовить специальным образом.
Из-за их долголетия учёные в Норвегии считают, что кости и ткани этих акул могут дать нам информацию о воздействии изменения климата и загрязнения на протяжении большого периода истории.
Исследователи из Арктического Университета Норвегии в настоящее время картируют ДНК животного, изучая его гены, чтобы узнать больше о том, что определяет продолжительность жизни у разных видов, включая человека.Поскольку многие акулы старше Промышленной Революции и крупномасштабного коммерческого промысла, их даже называют «капсулами времени жизни», которые могут помочь пролить свет на то, как человек влияет на океаны.
«Самый долгоживущий из ныне живущих видов позвоночных на планете сформировал несколько популяций в Атлантическом океане», – сказал профессор Ким Пребел на симпозиуме, организованном Обществом Рыболовства Британских Островов.
«Это важно знать, чтобы мы могли разработать соответствующие меры по сохранению этого важного вида».
Самое первое животное на Земле возникло благодаря взрывному появлению новых генов, существующих по сей день
Сегодняшнее животное царство – это миллионы видов, которые плавают, роют подземные ходы, скачут и летают по всей планете, и все это разнообразие – от божьих коровок до китов-убийц – эволюционировало от общего предка, жившего более 650 миллионов лет назад.
Наш собственный вид относится к ветви позвоночных, на которой «сидят» также птицы, пресмыкающиеся и рыбы. Генетические исследования показали, что наши ближайшие беспозвоночные родственники – это морские звезды, тогда как медузы и губки – самые дальние. Папс и Холланд также выявили одноклеточные виды, наиболее близкие животному царству – это крохотные водные простейшие, которые охотятся на бактерий. Со всех этих трех ветвей для более детального изучения ученые собрали 62 вида, включая Homo sapiens, проанализировали их ДНК и составили каталог всех генов, кодирующих белки (у человека таковых около 20 тысяч). В сумме получилось около полутора миллионов генов, которые авторы расположили по времени возникновения в ходе эволюции. Полученная генетическая история видов рассказала, например, о том, что люди и акулы производят гемоглобин, используя почти идентичные гены.
Следовательно, гены гемоглобина у общего предка уже были, но возникли они именно у позвоночных, потому что у более далеких видов животных, таких как губки, гемоглобиновых генов нет. Авторы выявили 6 331 ген, присутствовавший у общего предка всех ныне живущих животных. Всплеск новых генов мог быть обусловлен либо неким новым фактором окружающей среды, который вызвал множество мутаций, либо эти новые гены накапливались в течение миллионов лет у прото-животных, проявившись только у первого настоящего животного. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».
Самое первое животное, появившееся на Земле
В Намибии в национальном парке Этоша команда учёных обнаружила окаменелости древних существ похожих на современных морских губок. Возраст находок колеблется в пределах 550-760 миллионов лет. Ранее считалось, что первые существа появились на Земле 600-650 миллионов лет назад. Таким образом, эти губки являются самыми древними представителями фауны, отодвинувшими появление первого животного на Земле на целых 100-150 миллионов лет вглубь веков.
Существа, названные «Otavia antiqua» развивались в период истории, известный как криогений, который длился приблизительно с 830 до 635 миллионов лет назад. Период получил свое название от того, что в это время резко упали температуры на всей поверхности Земли, вызывая самые обширные оледенения в истории нашей планеты. Как считают ученые, в этот период ледник покрывал всю планету, включая экватор.
Это значит, что мы нашим существованием обязаны организму, размер которого равен 0,3-0,5 мм в длину – меньше рисового зерна. Эта губка, пережившая самые резкие изменения климата и самые враждебные условия среды, которые наша планета когда-либо испытывала, сделала возможным появление огромного разнообразия животных, которые эволюционировали и распространились в каждую экосистему на планете.
Далее немного фотографий современных губок – примерно такими, только меньших размеров, были наши прародители «Otavia antiqua».
Источник
Вам понравилась новость?
Будем благодарны за вашу оценку
Сумеете ли вы угадать страну по флагу?
Представьте, что вы участвуете в викторине и вам нужно отгадать как можно больше флагов. Правила просты: 10 флагов, 10 вопросов. Погнали!
Рекомендовано специально для вас из рубрики «Фоторепортажи»:
Первое вымирание живых организмов на Земле произошло на 100 млн лет раньше, чем считалось — Наука
НОВОСИБИРСК, 24 ноября. /ТАСС/. Ученые Института нефтегазовой геологии и геофизики (ИНГГ) СО РАН совместно с коллегой из Екатеринбурга Андреем Масловым обнаружили доказательства первого массового вымирания живых организмов на Земле.
По их оценкам, оно произошло на 100 млн лет раньше, чем традиционно считалось, и было вызвано деятельностью первых животных, сообщили в пресс-службе Новосибирского госуниверситета (НГУ), принимавшего участие в исследованиях.
«На протяжении геологической истории планеты фиксируется пять крупнейших вымираний организмов. Первым считалось ордовикско-силурийское вымирание, случившееся 450-440 млн лет назад. Мы получили результаты, показывающие, что за 100 млн лет до этого, примерно 550 млн лет назад, произошло еще одно массовое вымирание живых существ. Мы назвали его «котлинский кризис», в ходе которого на планете бесследно исчезло целое царство живых организмов (вендской биоты)», — приводит пресс-служба слова завлабораторией палеонтологии и стратиграфии докембрия ИНГГ СО РАН Дмитрия Гражданкина.
По его словам, около 530 млн лет назад биосфера восстановилась, но уже совсем в другом варианте. Это был единственный в истории биосферы кризис, когда до основания была уничтожена вся существовавшая тогда пищевая пирамида, а вместо нее возникала совершенно другая, современная, с водорослями и растениями в основании, а не бактериями, как ранее.
Первые жертвы вымирания состояли из трубочек и питались слизью
Согласно данным геологической истории, порядка 580 млн лет назад планету заселили необычные мягкотелые существа, не похожие ни на одну известную нам сегодня форму жизни и получившие название вендобиоты. Именно они и составляли основную часть биологического разнообразия в тот период. Они состояли из большого количества трубочек и имели размеры от 1 см до 1,5 м. Обитали вендобионты на мелководье и питались слизью, сформированной сообществами бактерий.
Дальше исследователи по всему миру столкнулись с проблемой: 550 млн лет назад практически все вендобионты пропадают из геологической летописи, но связано ли это с вымиранием, доподлинно известно не было.
В тоже время интервал 550-530 млн лет связывают с глобальным понижением уровня моря. Чтобы доказать, что 550 млн лет назад действительно имело место вымирание вендобиотов, новосибирские ученые в течение 10 лет целенаправленно исследовали отложения на Южном Урале на территории Башкирии.
«Отсутствие ископаемых останков организмов в геологической летописи вовсе не означает вымирание вида. Поэтому перед нами стояла задача найти морские отложения, некогда представлявшие, безусловно, благоприятную среду для обитания вендобиотов и способствующие сохранности их останков», — объяснил Гражданкин.
Южный Урал — благоприятная среда для древних организмов
На Южном Урале 550-540 млн лет назад практически непрерывно существовал морской бассейн, что и позволило накопиться отложениям. Обнаруженные там тонкие прослойки вулканических туфов (магматических пород, выброшенных при извержении) содержат зерна цирконов, которые можно датировать уран-свинцовым методом. Это позволило установить точный возраст этих отложений — 547 млн лет назад, то есть спустя 3 млн лет после предполагаемого вымирания вендобионтов.
На протяжении 10 лет ученые детально исследовали и описывали отложения в разрезах вдоль рек Южного Урала. Они реконструировали существующую здесь экосистему, обнаружили большое разнообразие различных организмов. Были найдены остатки палеопасцихнид (крупные многокамерные организмы), отпечатки водорослей, следы ползания первых животных, но вендобионтов не обнаружено.
«Несмотря на то, что на Южном Урале были благоприятные условия для жизни вендобионтов и хорошие условия сохранности, мы не находим здесь остатков этих существ, значит можно сделать вывод, что они действительно вымерли 550 млн лет назад», — пояснил ученый.
Первые животные появились на 10 млн лет раньше, чем думали специалисты
Исследователь также выдвинул гипотезу, объясняющую вымирание господствующих в тот период на Земле организмов. Причиной кризиса стали первые животные, следы движения которых найдены в отложениях. Они также свидетельствуют о том, что первые животные появились на 10 млн лет раньше, чем считалось, то есть 550 млн лет назад.
«Научившись зарываться в осадок, животные фактически уничтожили микробиальный субстрат, на котором жили вендобионты. Таким образом, первые животные уничтожили мир вендобионтов и дали возможность сформироваться новой экосистеме», — добавил ученый.
Исследование опубликовано в международном издании Precambrian Research.
Самое живучее в мире животное
Продолжаем пополнять нашу коллекцию САМОГО САМОГО !
Говорят, что они выживают до десяти лет без воды, способны выжить при -271°C в жидком гелии и при +100°C в кипятке, выдерживают в 1000 раз большую дозу радиации, чем человек, и даже уже побывали в открытом космосе!
Давайте узнаем КТО ЭТО и так ли это …
Фото 1.
Тихоходка (лат. Tardigrada) — тип микроскопических беспозвоночных, близких к членистоногим. Впервые это животное было описано в 1773 г. немецким пастором И. А. Гёце как kleiner Wasserbär (маленький водяной медведь). В 1777 г. итальянский ученый Ладзаро Спалланцани дал им название il tardigrado, тихоходки, латинизированной формой которого является название Tardigrada (с 1840 г.).
Тело у тихоходок (или их еще называют водяной медведь) имеет размер 0,1—1,5 мм, полупрозрачное, из четырех сегментов и головы. Снабжено 4 парами коротких и толстых ног с 4—8 длинными щетинковидными коготками на конце, причем последняя пара ног направлена назад. Передвигаются тихоходки действительно очень медленно — со скоростью всего 2—3 мм в минуту. Ротовые органы — пара острых стилетов, служащих для прокалывания оболочек клеток водорослей и мхов, которыми тихоходки питаются. Тихоходки имеют пищеварительную, выделительную, нервную и половую системы; однако у них отсутствуют дыхательная и кровеносная системы — дыхание кожное, а роль крови выполняет заполняющая полость тела жидкость.
Фото 2.
В настоящее время известно более 900 видов тихоходок (в России — 120 видов.[1]). Из-за микроскопических размеров и способности переносить неблагоприятные условия распространены они повсеместно, от Гималаев (до 6000 м) до морских глубин (ниже 4000 м). Тихоходок находили в горячих источниках, подо льдом (например, на Шпицбергене) и на дне океана. Распространяются они пассивно — ветром, водой, различными животными.
Фото 3.
Все тихоходки в некоторой степени являются водными животными. Примерно 10% — морские обитатели, другие встречаются в пресноводных водоёмах, однако большинство населяет моховые и лишайниковые подушки на земле, деревьях, скалах и каменных стенах. Количество тихоходок во мхе может быть очень велико — сотни, даже тысячи особей в 1 г высушенного мха. Питаются тихоходки жидкостями растений и водорослей, на которых обитают. Некоторые виды поедают мелких животных — коловраток, нематод, других тихоходок. В свою очередь служат добычей для клещей и ногохвосток.
Фото 4.
Тихоходки привлекли внимание уже первых исследователей своей поразительной выносливостью. При наступлении неблагоприятных условий они способны на годы впадать в состояние анабиоза; а при наступлении благоприятных условий довольно быстро оживать. Выживают тихоходки в основном за счёт т. н. ангидробиоза, высушивания. При высыхании они втягивают в тело конечности, уменьшаются в объеме и принимают форму бочонка. Поверхность покрывается восковой оболочкой, препятствующей испарению. При анабиозе их метаболизм падает до 0,01 %, а содержание воды способно доходить до 1 % от нормального.
Фото 5.
В состоянии анабиоза тихоходки выносят невероятные нагрузки.
* Температура. Выдерживают пребывания в течение 20 мес. в жидком воздухе при -193°C, восьмичасовое охлаждение жидким гелием до -271°С; нагрев до 60—65°С в течение 10 ч и до 100 °C в течение часа.
* Ионизирующее излучение в 570 000 рентген убивает примерно 50 % облучаемых тихоходок. Для человека смертельная доза радиации составляет всего 500 рентген.
* Атмосфера: Оживали после получасового пребывания в вакууме. Довольно долго могут находиться в атмосфере сероводорода, углекислого газа.
* Давление: При эксперименте японских биофизиков «спящих» тихоходок помещали в герметичный пластиковый контейнер и погружали его в заполненную водой камеру высокого давления, постепенно доведя его до 600 МПа (ок. 6000 атмосфер), что почти в 6 раз выше уровня давления в самой низкой точке Марианской впадины. При этом неважно, какой жидкостью был заполнен контейнер: водой или нетоксичным слабым растворителем перфторуглеродом С8F18, — результаты по выживаемости совпадали.
* Влажность: известен случай, когда мох взятый из пустыни спустя приблизительно 120 лет после его иссушения поместили в воду, находящиеся в нём тихоходки ожили и были способны к размножению.
Фото 6.
* Открытый космос:
В сентябре 2007, Европейское Космическое агентство отправило несколько особей в космос, на высоту в 160 миль. Некоторые водяные медведи были подвержены только воздействия вакуума, некоторые еще и радиационному, в 1000 раз превышающему фон Земной радиации. Все тихоходки не только выжили, но еще и отложили яйца, успешно размножившись
Эксперименты на орбите показали, что тихоходки — размером от 0,1 до 1,5 миллиметров — способны выживать в открытом космосе. В своей работе, результаты которой опубликованы в журнале Current Biology, биологи из нескольких стран показали, что некоторые тихоходки способны полностью восстанавливать свои жизненные функции и производить жизнеспособное потомство.
В данной работе группа биологов, ведущим из которых был Ингемар Джонссон (Ingemar Jonsson) из Университета Кристианстада, отправила на орбиту Земли два вида тихоходок — Richtersius coronifer и Milnesium tardigradum. Членистоногие провели на борту российского беспилотного аппарата «Фотон-М3″ 10 дней. Всего в космосе побывало 120 тихоходок, по 60 особей каждого вида. Во время полета одна группа членистоногих, включающая оба вида, находилась в вакууме (была открыта заслонка, отделяющая камеру с тихоходками от открытого космоса), однако была защищена от солнечной радиации специальным экраном. Еще две группы тихоходок провели 10 дней в вакууме и подвергались воздействию ультрафиолета А (длина волны 400 — 315 нанометров) или ультрафиолета В (длина волны 315 — 280 нанометров). Последняя группа членистоногих испытала на себе все «особенности» космического пространства.
Фото 7.
Все тихоходки находились в состоянии анабиоза. После 10 дней, проведенных в открытом космосе, практически все организмы были иссушены, но на борту космического аппарата тихоходки вернулись к нормальному состоянию. Большинство животных, подвергшихся облучению ультрафиолетом с длиной волны 280 — 400 нм, выжили и оказались способны к воспроизводству. Особи R. coronifer не смогли пережить полный спектр воздействий (низкая температура, вакуум, ультрафиолет А и В), лишь 12% животных этой группы выжили, все они принадлежали к виду Milnesium tardigradum. Тем не менее, выжившие смогли дать нормальное потомство, хотя их плодовитость оказалась ниже, чем у контрольной группы, находившейся на Земле.
Фото 8.
Пока ученые не знают механизмов, которые помогли тихоходкам пережить воздействие жесткого ультрафиолета космического пространства. Излучение такой длины волны вызывает разрывы и мутации ДНК. Вероятно, у тихоходок существуют специальные защитные системы, предохраняющие или быстро ремонтирующие их генетический материал. Понимание того, как живые системы способны защищаться от губительного воздействия космоса, является немаловажным для развития космонавтики и организации космических полетов на дальние расстояния и лунной базы.
Фото 9.
В чем же секрет такой живучести тихоходок? Они не только способны достигать состояния, когда их метаболизм практически останавливается, но и поддерживать это состояние годами в любой период их существования.
Вот пример арктического Adorybiotus coronifer в таком замерзшем состоянии:
А вот сезонные изменения этого существа в зависимости от погодных условий (1 – холодная осень и зима; 2 – весна; 3 – активная форма, лето; 4 — линька):
Таким образом, существование тихоходок опровергает теорию, что только тараканы способны пережить ядерный взрыв. Это существо гораздо более живуче, во много раз меньше чем таракан, а также гораздо более милое 🙂
Фото 10.
Их итальянское название «tardigrado» имеет латинское происхождение и означает «медленно передвигающийся». Оно было дано при открытии животных из-за их медленного передвижения. Тихоходки практически прозрачны и в среднем достигают полмиллиметра в длину. Тело тихоходки состоит из пяти частей: четко выраженной головы со ртом и четырех сегментов, каждый их которых имеет по паре ног с коготками. Тело животных покрыто тонкой и гибкой, устойчивой к воздействию кутикулой, которую они сбрасывают по мере роста (линька). Анатомическое строение этих малых животных напоминает строение более крупных. В частности, у тихоходок имеется мозг на дорсальной стороне, маленькие глаза и нервные узлы на вентральной стороне (как у мух). Их пищеварительная система включает рот с острыми стилетами и сосательным расширением глотки для высасывания содержимого клеток других микроскопических животных или растений, кишечник и анус. К счастью, тихоходки не патогенны для человека. Они имеют продольные мышцы и органы выделения.
Фото 11.
Одна гонада в виде мешка, расположенная дорсально, отличает самцов, самок и самооплодотворяемых гермафродитов. Некоторые виды состоят только из самок, размножающихся путем партеногенеза, то есть без участия самцов. Благодаря своим малым размерам, для газообмена тихоходкам не требуются дыхательная и кровеносная системы. Жидкость, присутствующая в полости тела, выполняет функции дыхательной и кровеносной систем. Систематически тихоходки весьма близки к членистоногим, в частности, к ракообразным и насекомым, которые также теряют свою кутикулу в процессе роста и насчитывают наибольшее число видов на Земле. Будучи весьма близкими к членистоногим, тихоходки не являются ими. Различные виды тихоходок были обнаружены повсеместно на планете: от полярных областей до экватора, от прибрежных зон1 до глубин океана и даже на вершинах гор. На сегодняшний день описано примерно 1 100 видов тихоходок, которые живут в морях, озерах и реках или в наземной среде обитания. Их количество быстро увеличивается с каждым годом в связи с новыми открытиями и пересмотром существующих видов.
Хотя всем тихоходкам для жизнедеятельности необходима вода, многие виды могут выжить даже при временном отсутствии воды. Таким образом, наибольшее число тихоходок было обнаружено на земле, где они живут во мхах, лишайниках, листьях и влажной почве. Широкое распространение тихоходок на Земле тесно связано с их стратегиями выживания.
Фото 12.
Наземные тихоходки могут жить в двух основных состояниях: активном состоянии и криптобиозе2 . В активном состоянии тихоходкам необходима вода, чтобы есть, расти, размножаться, двигаться и осуществлять нормальную деятельность. В состоянии криптобиоза метаболическая деятельность останавливается из-за отсутствия воды. При изменении условий окружающей среды и появлении воды они снова могут вернуться в активное состояние. Такое обратимое приостановление метаболической активности, естественно, сравнивалось со смертью и воскрешением. Наземные тихоходки реагируют на раздражители по-разному в зависимости от источников стресса, и их реакции объединяются общим термином «криптобиоз». Данное состояние может вызываться высушиванием (ангидробиозом), замораживанием (криобиозом), отсутствием кислорода (аноксибиозом) и высокой концентрацией растворенных веществ (осмобиозом).
Фото 13.
Ангидробиоз, состояние метаболического покоя вследствие практически полного высушивания, — обычное явление для наземных тихоходок, которые могут входить в данное состояние несколько раз. Чтобы выжить в таком переходном состоянии, тихоходки должны высыхать очень медленно. Трава, мхи и лишайники, населенные наземными тихоходками, содержат многочисленные скопления воды, как губки, которые высыхают крайне медленно. Тихоходки высыхают по мере того, как окружающая их среда теряет воду. Иной возможности спастись у них нет, поскольку тихоходки слишком малы, чтобы бежать. Тихоходка теряет до 97% содержащейся в ней воды и высыхает до образования формы, примерно равной одной трети от своего первоначального размера, называемой «бочонком». Формирование такого «бочонка» происходит по мере того, как животное втягивает ноги и голову в тело для уменьшения его площади. При регидратации росой, дождем или талым снегом тихоходка может вернуться в активное состояние за несколько минут или часов. Эта удивительная способность к выживанию, по всей видимости, является прямой реакцией на быстрые и непредсказуемые изменения наземной микросреды.
Фото 14.
У морских тихоходок такие особенности не развиваются, поскольку их среда, как правило, более стабильна. Животное может находиться в состоянии ангидробиоза от нескольких месяцев до двадцати лет, в зависимости от вида, и пережить практически все. Наиболее известной особенностью тихоходки является способность выживать в чрезвычайно экстремальных условиях. В ходе экспериментов обезвоженных тихоходок подвергали воздействию температур в диапазоне от минус 272,95°C, т.е. близких к абсолютному нулю, до +150°C, т.е. температуры в духовке при выпечке торта. После регидратации животные возвращаются в активное состояние. Таким образом, тихоходки, находившиеся в состоянии ангидробиоза в течение нескольких лет при температуре -80°C, выжили. Тихоходки также подвергались воздействию атмосферного давления, в 12 000 раз превышающего нормальное давление, а также воздействию избыточного количества удушающих газов (окись углерода, углекислый газ), и им удавалось вернуться в активное состояние после регидратации. Воздействие ионизирующего излучения, более чем в 1 000 раз превышающее смертельное для человека, не оказало никакого влияния на тихоходок.
Фото 15.
В 2007 году тихоходка стала первым животным, пережившим воздействие губительной космической среды. Во время эксперимента, проводимого в космическом аппарате TARDIS, благодаря оборудованию, предоставленному Европейским космическим агентством, тихоходки в состоянии ангидробиоза подвергались непосредственному воздействию солнечной радиации и космического вакуума в ходе миссии российского космического аппарата «Фотон-М3». Во время движения аппарата по орбите на расстоянии 260 км над поверхностью Земли, ученые открыли контейнер, в котором находились тихоходки-«бочонки», тем самым подвергая их воздействию солнца и, в частности, ультрафиолетового излучения. По возвращении на Землю после регидратации животные начали двигаться — они выжили.
Летом 2011 года в ходе эксперимента TARDIKISS, проводимого при поддержке Итальянского космического агентства, тихоходок отправили в космос на Международную космическую станцию (МКС) на космическом шаттле «Индевор» NASA. Тихоходки и их яйца подвергались воздействию ионизирующего излучения и микрогравитации. И вновь, после возвращения животных на Землю, особи вылупились из яиц и животные выжили: ели, росли, линяли и размножались, как если бы вернулись из небольшого приятного круиза по космосу. Какие биологические механизмы сопротивления используют тихоходки для защиты в таких различных стрессовых условиях?
Фото 16.
Фото 17.
Физиологические и биохимические механизмы тихоходок, обеспечивающие выносливость тихоходок, пока малоизвестны, и на сегодняшний день общепринятое объяснение отсутствует. Однако в последние несколько лет выносливость тихоходок заинтересовала большое количество ученых, которые применяли новые молекулярные и биохимические инструменты в своих исследованиях. Теперь очевидно, что механизмы, лежащие в основе ангидробиоза, могут способствовать выносливости тихоходок в иных стрессовых условиях, при этом используются различные биохимические и физиологические механизмы. Основной механизм включает синтез различных молекул, действующих совместно как биопротекторы: трегалоза, сахар и стрессовые белки, обычно называемые «белки теплового шока».
При обезвоживании потеря значительного количества воды, как правило, приводит к разрушению клеток и тканей и, следовательно, гибели организма. В случае тихоходок, существует взаимосвязь между приобретением устойчивости к обезвоживанию и биосинтезом трегалозы по мере накопления этого сахара тихоходками при обезвоживании. Синтез и накопление трегалозы защищает клетки и ткани тихоходки, заменяя воду, потерянную при обезвоживании. Белки теплового шока, в частности, белок HSP70, вероятно, действуют совместно с трегалозой, защищая крупные молекулы и клеточные мембраны от повреждений, вызванных обезвоживанием. Ионизирующее и ультрафиолетовое излучение разрушает крупные молекулы, такие как ДНК, и приводит к окислительному стрессу, оказывая действие, подобное ускоренному старению.
Фото 18.
Именно по этой причине способность тихоходок переживать интенсивное излучение приводит ученых к мысли о том, что животные обладают действенным механизмом репарации ДНК и защитной системой антиоксидантного действия. Растущий интерес ученых к тихоходкам, несомненно, связан с возможностью применения полученных знаний об обезвоживании и механизмах морозостойкости тихоходок к криоконсервации биоматериалов (например, клеток, вакцин, продуктов питания и т.д.). Эти крошечные, невидимые глазу животные могут помочь нам понять основополагающие принципы природы живых систем. Поэтому будьте осторожны, когда идете по траве.
Фото 19.
Фото 20.
Фото 21.
[источники]
источники:
http://tainy.net/9740-tixoxodki-odni-iz-samyx-udivitelnyx-sushhestv-na-zemle.html
http://lifeglobe.net/entry/1144
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B8%D1%85%D0%BE%D1%85%D0%BE%D0%B4%D0%BA%D0%B8
http://www.ducray. com/sites/default/files/images/tardigrade_ducray_ru_0.pdf
————————————-
А вот вам анонс! Сегодня 21 декабря в 15:00 в прямом эфире на интернет-канале будут обсуждать будни современного Деда Мороза. Гостем эфира станет актер и профессиональный Дед Мороз Дмитрий Блажиевский. Вы можете прямо в прямом эфире через чат задать все самые каверзные вопросы о новогодних буднях Деда Мороза.
Не пропустите, подпишитесь на начало трансляции!
Посмотрите еще как Лейкоцит преследует и поглощает бактерию, а вот кто такие Стемонитисы. А вот кстати, Как вирус борется за то, чтобы заразить клетку и Вирус, от которого нет лекарства. Вот еще интересная магия жизни: деление эпителиальных клеток
Шок: первое животное на Земле было удивительно сложным
Первым животным на Земле было плывущее по океану гребневое желе, а не простая губка, согласно новой находке, которая шокировала ученых, которые не предполагали, что самое раннее существо может быть таким сложным. Тайна первого животного обитателя планеты может быть выведена только из окаменелостей и изучения родственных животных сегодня. Чтобы разобраться в этом, ученые проанализировали огромные объемы генетических данных, чтобы определить самые ранние расщепления у основания древа жизни животных.Древо жизни — это иерархия эволюционных отношений между видами, которая показывает, какие группы откололись на своем собственном эволюционном пути первыми. Новое исследование неожиданно показало, что гребневик был первым животным, отошедшим от основания дерева, а не менее сложной губкой, которая ранее удостоилась этой чести. «Это был полный шок», — сказал член исследовательской группы Кейси Данн из Университета Брауна в Род-Айленде. «Это настолько шокирует, что мы сначала думали, что что-то пошло не так.»Команда Данна проверяла и перепроверяла свои результаты и каждый раз приходила к одному и тому же результату: гребенчатое желе было первым. Результаты подробно описаны в выпуске журнала Nature от 10 апреля, который, как и большинство уважаемых журналов, , требует, чтобы другие ученые просмотрели статью перед публикацией. В отличие от губок гребневики имеют соединительную ткань и нервную систему, поэтому они более сложны. Хотя они мягкие и щупальца, они, однако, не настоящие медузы, поскольку им не хватает классических колокольчиков. форма тела и характерные стрекательные клетки.Открытие было неожиданным, потому что биологи-эволюционисты считали, что менее сложные животные сначала отделились и эволюционировали отдельно. Данн говорит, что два эволюционных сценария могут объяснить, почему гребневики на самом деле были первыми среди животных. Во-первых, гребневик развил свою сложность независимо от других животных после того, как разветвился, чтобы прокладывать свой собственный путь. Во-вторых, губка эволюционировала в свою более простую форму из более сложной формы. Эта вторая возможность подчеркивает тот факт, что «эволюция — это не обязательно просто марш к увеличению сложности», — сказал Данн.Хотя ученые могут сказать, какое животное ответвилось первым, они не могут точно определить дату, когда это раннее гребенчатое желе отошло. «К сожалению, у нас нет окаменелостей самого старого гребенчатого студня», — сказал Данн. «Следовательно, нет никакого способа датировать самое раннее желе и определить, когда оно разошлось». Хотя гребневики — обычное существо в море сегодня, эти современные экземпляры, вероятно, сильно отличаются от своих ранних предков. Данн и его команда надеются, что их подход восполнит другие бреши в древе жизни, в том числе те места, где принадлежат ветви многих современных видов.Другие исследователи, участвовавшие в исследовании, финансируемом Национальным научным фондом: Гонсало Гирибет из Гарвардского университета, Марк Мартиндейл из Гавайского университета и Уорд Уиллер из Американского музея естественной истории.
История жизни на Земле
В начале
Сегодня мы считаем само собой разумеющимся, что живем среди различных сообществ животных, которые питаются друг другом. Наши экосистемы построены на основе кормовых отношений, например, касатки, поедающие тюленей, кальмаров и криль. Этим и другим животным необходим кислород для извлечения энергии из пищи. Но раньше жизнь на Земле была совсем другой.
В окружающей среде без кислорода и с высоким содержанием метана на протяжении большей части своей истории Земля не была бы гостеприимным местом для животных. Самые ранние формы жизни, о которых мы знаем, были микроскопическими организмами (микробами), которые оставляли сигналы о своем присутствии в породах возрастом около 3,7 миллиарда лет. Сигналы представляли собой молекулы углерода, производимые живыми существами.
Доказательства наличия микробов сохранились также в созданных ими твердых структурах («строматолитах»), которые датируются 3,5 миллиардами лет назад. Строматолиты представляют собой липкие маты из ловушек микробов, которые связывают отложения слоями. Минералы осаждаются внутри слоев, создавая прочные структуры, даже когда микробы отмирают. Ученые изучают сегодняшние редкие живые строматолитовые рифы, чтобы лучше понять самые ранние формы жизни на Земле.
Кислородная атмосфера
Когда цианобактерии эволюционировали как минимум 2.4 миллиарда лет назад они подготовили почву для замечательной трансформации. Они стали первыми на Земле фото-синтезаторами, которые производили пищу с использованием воды и энергии Солнца и в результате выделяли кислород. Это вызвало внезапное резкое повышение уровня кислорода, сделав окружающую среду менее благоприятной для других микробов, которые не могли переносить кислород.
Свидетельством этого Великого окислительного события являются изменения в породах морского дна. Когда кислород находится рядом, железо химически реагирует с ним (окисляется) и удаляется из системы.Скалы, относящиеся к периоду до события, покрыты полосами железа. Скалы, датируемые периодом после события, не имеют металлических полос, что указывает на присутствие кислорода.
После первоначального импульса кислорода он стабилизировался на более низких уровнях, где он будет оставаться еще пару миллиардов лет. На самом деле, когда цианобактерии умирали и перемещались по воде, разложение их тел, вероятно, привело к снижению уровня кислорода. Таким образом, океан по-прежнему не был подходящей средой для большинства форм жизни, нуждающихся в достаточном количестве кислорода.
Многоклеточная жизнь
Однако происходили и другие нововведения. Хотя они могут обрабатывать множество химикатов, у микробов не было специализированных клеток, необходимых для сложных тел. В теле животных есть различные клетки — кожа, кровь, кости, — которые содержат органеллы, каждая из которых выполняет свою работу. Микробы — это просто отдельные клетки без органелл и ядер для упаковки их ДНК.
Произошло нечто революционное, когда микробы начали жить внутри других микробов, функционируя для них как органеллы.Митохондрии, органеллы, перерабатывающие пищу в энергию, возникли в результате этих взаимовыгодных отношений. Кроме того, впервые ДНК была упакована в ядра. Новые сложные клетки («эукариотические клетки») имели специализированные части, играющие особые роли, которые поддерживали всю клетку.
Клетки тоже начали жить вместе, вероятно, потому, что можно было получить определенные преимущества. Группы клеток могут питаться более эффективно или получить защиту от простого увеличения. Живя коллективно, ячейки начали поддерживать потребности группы, выполняя определенную работу каждой ячейки.Некоторым клеткам было поручено создавать соединения, удерживающие группу вместе, в то время как другие клетки производили пищеварительные ферменты, которые могли расщеплять пищу.
Первые животные
Эти кластеры специализированных взаимодействующих клеток в конечном итоге стали первыми животными, которые, согласно данным ДНК, эволюционировали около 800 миллионов лет назад. Губки были одними из самых ранних животных. Хотя химические соединения губок сохраняются в породах возрастом 700 миллионов лет, молекулярные данные указывают на то, что губки развивались еще раньше.
Уровень кислорода в океане по-прежнему был низким по сравнению с сегодняшним днем, но губки способны переносить условия с низким содержанием кислорода. Хотя, как и другим животным, им для метаболизма требуется кислород, им не нужно много, потому что они не очень активны. Они питаются, сидя на месте, извлекая частицы пищи из воды, которая прокачивается через их тела специализированными клетками.
Простая структура губки состоит из слоев клеток вокруг полостей, заполненных водой, поддерживаемых твердыми частями скелета.Эволюция все более сложных и разнообразных строений тела в конечном итоге приведет к появлению отдельных групп животных.
Инструкции по сборке строения тела животного заложены в его генах. Некоторые гены действуют как дирижеры оркестра, контролируя экспрессию многих других генов в определенных местах и в определенное время, чтобы правильно собрать компоненты. Хотя они не были реализованы сразу, есть свидетельства того, что части инструкций для сложных тел присутствовали даже у самых ранних животных.
Благодаря своим твердым скелетам губки стали первыми строителями рифов на Земле. Такие ученые, как доктор Клаус Рютцлер из Смитсоновского института, работают над пониманием эволюции тысяч видов губок, живущих сегодня на Земле.
Эдиакарская биота
Примерно 580 миллионов лет назад (эдиакарский период), помимо губок, произошло распространение других организмов. Эти разнообразные существа морского дна — с телами в форме листьев, лент и даже одеял — жили вместе с губками 80 миллионов лет.Их окаменелости можно найти в осадочных породах по всему миру.
Однако строение тела большинства эдиакарских животных не было похоже на современные группы. Доктор Дуглас Эрвин из Смитсоновского института, используя сравнительные данные о развитии, исследовал, были ли какие-либо из окаменелых эдиакарских животных родственниками современных животных.
К концу эдиакарана уровень кислорода поднялся, приблизившись к уровням, достаточным для поддержания жизни, основанной на кислороде. Первые губки, возможно, действительно помогли увеличить количество кислорода, поедая бактерии, удаляя их из процесса разложения.Следы организма под названием Dickinsonia costata позволяют предположить, что он мог перемещаться по морскому дну, предположительно питаясь матами микробов.
Конец эдиакарского вымирания
Однако около 541 миллиона лет назад большинство эдиакарских существ исчезло, что свидетельствует о серьезном изменении окружающей среды, над пониманием которого Дуглас Эрвин и другие ученые все еще работают. Возможно, определенную роль сыграли эволюция строения тела животных, взаимоотношений с кормлением и инженерии окружающей среды.
Норы, найденные в летописи окаменелостей, датируемые концом эдиакарской эпохи, показывают, что червеобразные животные начали раскапывать дно океана. Эти первые инженеры-экологи потревожили и, возможно, аэрировали отложения, нарушив условия жизни других эдиакарских животных. По мере того, как условия окружающей среды ухудшались для одних животных, они улучшались для других, потенциально способствуя смене видов.
Кембрийский взрыв
Кембрийский период (541-485 миллионов лет назад) стал свидетелем бурного взрыва новых форм жизни.Наряду с новым стилем жизни в норках появились твердые части тела, такие как раковины и шипы. Твердые части тела позволяли животным более радикально изменять среду обитания, например рыть норы. Также произошел сдвиг в сторону более активных животных с определенными головами и хвостами для направленного движения для преследования добычи. Активное питание хорошо вооруженных животных, таких как трилобиты, могло еще больше разрушить морское дно, на котором жили мягкие эдиакарские существа.
(Посмотрите видео «Кембрийский взрыв жизни с палеонтологом Кармой Нанглу».»)
Уникальные стили кормления разделили окружающую среду, давая возможность разнообразить жизнь. В 1909 году четвертый секретарь Смитсоновского института Чарльз Дулитл Уолкотт обнаружил окаменелости сланцевых отложений Берджесса, которые показали беспрецедентное биоразнообразие кембрийской жизни. Пока Waptia рыскали по дну океана, приапулидные черви зарывались в отложения, Wiwaxia прикреплялись к губкам, а Anomalocaris курсировали выше.
Многие из этих странно выглядящих организмов были эволюционными экспериментами, например, 5-глазая Opabinia. Однако некоторые группы, такие как трилобиты, процветали и доминировали на Земле в течение сотен миллионов лет, но в конце концов вымерли. Строматолитовые рифообразующие бактерии также сократились, а рифы, созданные организмами, называемыми брахиоподами, возникли по мере того, как условия на Земле продолжали меняться. Сегодняшние доминирующие строители рифов, твердые кораллы, появились лишь через пару сотен миллионов лет спустя
.Однако, несмотря на все изменения, которые должны были произойти, к концу кембрия почти все существующие типы или типы животных (моллюски, членистоногие, кольчатые червяки и т. Д.)), возникли пищевые сети, формирующие основу экосистем на Земле сегодня.
Первые животные
Когда впервые появились животные?
Животное, гриб, водоросль… или что-то еще, чего уже не существует? Незнакомые виды эдиакарского периода сложно классифицировать. Реконструируя различные аспекты биологии этих странных окаменелых животных, мы можем искать ключи, чтобы связать их с живыми группами.
Так что же является окончательным свидетельством ранней жизни животных?
Исследователи ищут в окаменелостях эдиакарских останков ключи, которые могут указывать на останки одного из древних животных. Они ищут разнообразие типов тканей, возможно, с мышечной тканью и эпителиальными клетками, которые образуют пласты. Это может быть кишечник, идущий из конца в конец, или свидетельства поедания других видов. Симметрия влево-вправо, наличие нервной системы и следы холестерина — дополнительные признаки жизни животных.
Животное, растительное или минеральное?
Подсказки к жизни в эдиакарский период, который начался 635 миллионов лет назад, были обнаружены в скалах со всего мира, в том числе на холмах Эдиакара в Южной Австралии, откуда этот период получил свое название. Уплощенные слепки и слепки этих мягкотелых организмов сложно представить как живые существа, но ученые интерпретируют все виды, представленные в этом случае, как ранних животных.
Чарния жила на морском дне во времена эдиакарана период и теперь сохранился в этой впечатляющей окаменелости кровать в Ньюфаундленде, Канада — в мире ЮНЕСКО Объект наследия.
Чарния жила на морском дне во времена эдиакарана период и теперь сохранился в этой впечатляющей окаменелости кровать в Ньюфаундленде, Канада — в мире ЮНЕСКО Объект наследия.
Charnia действительно животное?Charnia может выглядеть как растение, но новое исследование дает окончательные доказательства того, что это было животное. Это ключевой вид эдиакарского периода — один из самых старых, обширных и геологически долгоживущих — и часто встречается в разных размерах в одном и том же месте.
Сравнение — это ключ к открытиям ученых, раскрывающий модель роста, которая больше похожа на животное, чем на растение.Маленькие Charnia выращивают за счет добавления ветвей на конце тела. Но в определенный момент они останавливаются и вместо этого увеличивают существующие ветви. Этот сдвиг в развитии отражает то, как животные превращаются из молодых во взрослых особей.
Ваш браузер не поддерживает это видео
Фрэнки Данн, научный сотрудник Музея естественной истории Оксфордского университета, отвечает на сложный вопрос «Что такое животное?»
Фрэнки Данн, научный сотрудник Музея естественной истории Оксфордского университета, отвечает на сложный вопрос: «Что такое животное?»
Что особенного в исключительно сохранившейся окаменелости?
Большинство тел животных бесследно гниют. В некоторых случаях слепки захватываются, когда кости или раковины падают в осадок до того, как распадутся, образуя знакомый вид окаменелостей.
Но окаменелости исключительной сохранности — самые редкие из редких. В них есть мягкие или не костные ткани, которые обычно быстро исчезают после смерти — мышцы, нервы, кишки, чешуя. В определенных условиях твердые минералы заменяют исходные белки или сахара в этих нежных тканях, сохраняя их структуру.
Анатомические подсказки, которые дают мягкие ткани, жизненно важны для правильного включения вымерших животных в эволюционное генеалогическое древо.
Misszhouia longicaudata не имела твердого скелета, но он показывает исключительную сохранность мягких тканей. Темная полоса, идущая по середине образец — его кишка, а тонкие гребни на голове и тело обнаруживают редкие свидетельства его нежных ног. Условия, при которых образуются такие невероятные окаменелости, очень редко, но обычно включает быстрое захоронение существа после смерти, чтобы предотвратить беспокойство морскими течениями и падальщики, и ограничивают кислород, чтобы замедлить распад.
Misszhouia longicaudata не имела твердого скелета, но он показывает исключительную сохранность мягких тканей. Темная полоса, идущая по середине образец — его кишка, а тонкие гребни на голове и тело обнаруживают редкие свидетельства его нежных ног. Условия, при которых образуются такие невероятные окаменелости, очень редко, но обычно включает быстрое захоронение существа после смерти, чтобы предотвратить беспокойство морскими течениями и падальщики, и ограничивают кислород, чтобы замедлить распад.
Ваш браузер не поддерживает это видео
Д-р Имран Рахман, заместитель руководителя отдела исследований Музея естественной истории Оксфордского университета, объясняет, как палеонтологи восстанавливают вымерших животных по ископаемым останкам, на примере Vetulicola cuneata из Чэнцзяна.
Д-р Имран Рахман, заместитель руководителя отдела исследований Музея естественной истории Оксфордского университета, объясняет, как палеонтологи восстанавливают вымерших животных по ископаемым останкам, на примере Vetulicola cuneata из Чэнцзяна.
Первым животным в мире был доисторический обитатель океана в форме блина.
Странные морские существа, известные как Dickinsonia , изображенные здесь в ископаемом виде, жили 558 миллионов лет назад.
Отпечатки окаменелостей, напоминающие волнистую нижнюю часть шляпки гриба, являются остатками самых старых из известных животных в истории Земли.Открытие, опубликованное в журнале Science от 20 сентября 1 , основано на химическом анализе жировых молекул, сохранившихся в окаменелостях. Это могло изменить текущую историю возникновения животных и других сложных форм жизни.
Исследователи впервые обнаружили блинных существ — группу, известную как Dickinsonia — , в конце 1940-х годов. Этот вид был одним из самых обычных обитателей Мирового океана 558 миллионов лет назад, в эдиакарский период. В то время как большинство живых существ в то время имели размер от микроскопических до нескольких миллиметров в длину, около Dickinsonia выросли до 1.4 метра в длину.
Большой размер существ озадачил ученых, потому что Dickinsonia жила за десятки миллионов лет до кембрийского взрыва, периода 541 миллиона лет назад, когда живые существа стали больше и возникли самые крупные группы животных. Ученые с тех пор обсуждали, были ли Dickinsonia примитивными животными, гигантскими одноклеточными организмами, называемыми протистами, бактериальными колониями или чем-то еще.
Последнее исследование пытается положить конец этой дискуссии путем анализа химических биомаркеров, сохраненных в уникальном наборе из окаменелостей Dickinsonia из России, а не путем изучения характеристик тела древних видов.
Ископаемые жиры
Команда под руководством Йохена Брокса, палеобиогеохимика из Австралийского национального университета в Канберре, исследовала кольцеобразные молекулы жира, называемые стеринами, которые проникают в мембрану, окружающую клетку, чтобы сохранять ее гибкость и текучесть. Все растения, животные, грибы и бактерии содержат стерины, но тип стерола, который преобладает в каждой группе, различается. Животные в основном вырабатывают холестерин, а грибы, образующие красочные твердые лишайники, обнаруженные на валунах, содержат только эргостерин. В правильных условиях эти химические вещества могут сохраняться в течение миллионов лет и, таким образом, помогают определять эволюционные отношения окаменелого организма.
Окаменелости, содержащие эти сохранившиеся биомаркеры, встречаются редко, но разбросанные по берегам Белого моря на северо-западе России лежат эдиакарские окаменелости, в том числе Dickinsonia , заключенные в окаменевший мат из водорослей с прекрасно сохранившимися органическими веществами и жирами. «В принципе, это мумифицированные дикинсонисты», — говорит Брокс.«Это просто невероятно везучий».
Но анализ команды выявил резкие различия в составе образцов биомаркеров. В то время как окружающие камни и водоросли содержали только около 10% холестерина и 75% другого стерола, который часто встречается в зеленых водорослях, окаменелости Dickinsonia содержали 93% холестерина, что позволяет предположить, что это были древние животные, жившие за 17 миллионов лет до кембрийского взрыва. .
Этот метод обеспечивает совершенно другой способ определения места Dickinsonia на эволюционном древе, говорит Гай Нарбонн, палеобиолог из Королевского университета в Кингстоне, Канада. «Я думаю, что это довольно изобретательно». По его словам, результаты химического анализа подкрепляют другие доказательства того, что Dickinsonia были примитивными животными. Это включает в себя «следы» окаменелостей, которые показывают, что организмы перемещались с места на место в поисках пищи, и модели роста, которые соответствуют таковым у большинства современных животных.
Последние находки также предполагают, что переход между кембрием и докембрием, включая эдиакарский, был просто еще одним событием вымирания, в котором одно сообщество животных сменило другое, говорит Брокс.«Но теперь всех остальных чудаков не присяжно».
Анализы, которые сравнивали ДНК живых существ сегодня, чтобы проследить их эволюционные деревья, показывают, что животные возникли более чем на 100 миллионов лет до кембрия — задолго до Dickinsonia 2 . Но найти окаменелости этих существ, а затем доказать, что они животные, остается сложной задачей.
Рэнджоморфы, например, странные эдиакарские существа, похожие на листья с трубками, разветвляющимися по фрактальному узору, остаются загадочной группой, чье отношение к любым живым организмам неясно. «Это станет для нас следующей большой проблемой», — говорит Брокс. «Пытаюсь заполучить этих странных существ и узнать, что они собой представляют».
Новое исследование выявило самое первое животное на Земле
Не только биологи Массачусетского технологического института обнаружили самое первое животное на Земле, они обнаружили, что оно существовало на 250 миллионов лет раньше, чем считалось ранее.
Новое исследование показывает, что простая морская губка была самым первым животным на Земле.
Подтверждено: первое животное, появившееся на Земле, — это… морская губка.Мы понимаем, что это может вас немного разочаровать, но подождите, это еще не все! Настоящие морские губки никогда не будут такими популярными, как Губка Боб, но они на намного интереснее, чем вы можете сначала предположить.
Эта новость появилась в исследовательской статье, опубликованной 22 февраля биологами Массачусетского технологического института. Гребневое молочко (которое, на первый взгляд, более интригующее) ранее считалось первым животным на Земле, но авторы новой статьи утверждают, что жизнь вернулась гораздо дальше.
Когда исследователи обнаружили биомаркер (24-изопропилхолестан, тип холестерина), выделенный морской губкой в породах криогенного периода, они смогли определить, что губка была жива 640 миллионов лет назад, 250 миллионов лет назад. чем считалось ранее.Более того, морская губка существует до сих пор, что является впечатляющим достижением.
Так что же в них такого интересного? Во-первых, важно отметить, что это действительно животные, а не растения. Фактически, они остаются самыми примитивными животными, живущими на планете сегодня: они — это многоклеточные, но у них отсутствуют органы, мускулы и нервы.
Несмотря на то, что они такие простые существа, существует более 5000 уникальных видов губок, размером от одного дюйма до четырех футов в длину.Независимо от их размера, морские губки — единственные животные в мире, у которых вообще нет симметрии тела.
И оказывается, что, несмотря на внешность, они тоже романтики. Вы можете не подумать об этом, но они размножаются половым путем в акте, который называется «дружба», когда губка выбрасывает сперму в океан, а затем соседние губки всасывают ее, оплодотворяя внутреннюю яйцеклетку. Морские губки действительно умеют передвигаться.
Если все это не вызывает у вас большего уважения к скромной морской губке, просто имейте в виду, что вся эволюция, включая тот факт, что каждый из нас здесь и сегодня жив, может выглядеть совсем иначе без их.
Чтобы узнать больше об удивительных созданиях, населяющих наши океаны, посмотрите на самых причудливых океанских существ в мире, а затем просмотрите галерею самых крутых акул природы. И обязательно лайкни Все интересное на Facebook!
Название «Первое животное Земли», скорее всего, принадлежит простому морскому существу | MIT News
Первым животным, появившимся на Земле, скорее всего, была простая морская губка.
Новый генетический анализ, проведенный исследователями Массачусетского технологического института, подтверждает, что морские губки являются источником любопытной молекулы, обнаруженной в породах возрастом 640 миллионов лет.Эти породы значительно предшествовали кембрийскому взрыву — периоду, в который большинство групп животных захватили планету, 540 миллионов лет назад — предполагая, что морские губки, возможно, были первыми животными, населявшими Землю.
«Мы объединили палеонтологические и генетические данные, чтобы сделать довольно убедительные аргументы в пользу того, что это действительно молекулярная окаменелость губок», — говорит Дэвид Голд, постдок из Департамента Земли, атмосферы и планетных наук Массачусетского технологического института (EAPS). «Это одно из старейших свидетельств существования животного мира.”
Результаты опубликованы сегодня в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences . Голд является ведущим автором статьи вместе со старшим автором и профессором EAPS Роджером Саммонсом.
Узнайте, как исследователи Массачусетского технологического института обнаружили, что морские губки могут быть первым животным на Земле.
Древние молекулярные ключи
Палеонтологи обнаружили необычайное количество окаменелостей периода, начавшегося около 540 миллионов лет назад. Основываясь на летописи окаменелостей, некоторые ученые утверждали, что современные группы животных по существу «взорвались» на Земле, очень быстро превратившись из одноклеточных организмов в сложные многоклеточные животные за относительно короткий геологический промежуток времени. Однако окаменелости, которые известны до кембрийского взрыва, во многих отношениях своеобразны, что чрезвычайно затрудняет определение того, какое животное было первым в эволюционной линии.
Лаборатория Саммонса искала ответ в молекулярных окаменелостях — следовых количествах молекул, которые выжили в древних породах спустя долгое время после того, как остальная часть животного распалась.
«Есть ощущение, что животные должны быть намного старше кембрия, потому что многие животные появляются в одно и то же время, но ископаемые останки животных до этого вызывают споры», — говорит Голд. «Итак, людей интересует идея, что некоторые из этих биомаркеров и химических веществ, оставленные молекулы, могут помочь разрешить эти споры».
В частности, он и его коллеги сосредоточились на 24-изопропилхолестане, или сокращенно 24-ipc — молекуле липида или стероле, который является модифицированной версией холестерина.В 1994 году Summons был частью команды под руководством Марка МакКэффри, доктора философии ’90, которая впервые обнаружила 24-ipc в необычно больших количествах в кембрийских и немного более старых породах. Они предположили, что источником могли быть губки или их предки.
В 2009 году группа под руководством профессора Калифорнийского университета в Риверсайде Гордона Лава, в то время постдока в лаборатории Summons, провела первое подробное исследование горных пород в Омане. Исследователи подтвердили присутствие 24-ipc в образцах горных пород возрастом 640 миллионов лет, что потенциально является самым старым свидетельством существования жизни животных.В этой работе использовались высокоточные методы датирования ураном и свинцом, разработанные профессором EAPS Сэмюэлем Боурингом.
«Эта тема исследования имеет более чем 20-летнюю историю, тесно связанную с учеными Массачусетского технологического института», — отмечает Саммонс. «Теперь, в 2016 году, Дэвид Голд смог применить свои навыки и новые инструменты эпохи генома, чтобы добавить еще один уровень доказательств, подтверждающих« гипотезу биомаркера губки »».
Выращивание эволюционного древа
Это известно, что некоторые современные морские губки и определенные типы водорослей сегодня производят 24-ipc, но какой организм был поблизости, чтобы произвести эту молекулу 640 миллионов лет назад? Чтобы ответить на этот вопрос, Саммонс и Голд стремились сначала идентифицировать ген, ответственный за образование 24-ipc, затем найти организмы, несущие этот ген, и, наконец, проследить, когда ген развился в этих организмах.
Команда изучила геномы примерно 30 различных организмов, включая растения, грибы, водоросли и морские губки, чтобы увидеть, какие стерины производит каждый организм, и идентифицировать гены, связанные с этими стеринами.
«Мы обнаружили эту действительно интересную закономерность в большей части эукариотической жизни», — говорит Голд.
Путем сравнения геномов они идентифицировали единственный ген, стеролметилтрансферазу или SMT, ответственный за производство определенных видов стеролов в зависимости от количества копий гена, который несет организм.Исследователи обнаружили, что виды морских губок и водорослей, производящие 24-ipc, имеют дополнительную копию SMT по сравнению с их близкими родственниками.
Исследователи сравнили копии, чтобы определить, как все они связаны и когда впервые появилась каждая копия гена. Затем они нанесли взаимосвязи на эволюционное древо и использовали свидетельства из летописи окаменелостей, чтобы определить, когда происходила дупликация каждого гена SMT.
Независимо от того, как они манипулировали временем эволюционного древа, исследователи обнаружили, что морские губки развили дополнительную копию SMT намного раньше, чем водоросли, и они сделали это около 640 миллионов лет назад — в тот же период времени, когда 24-ipc был найден в скалах.
Их результаты убедительно свидетельствуют о том, что морские губки появились на Земле 640 миллионов лет назад, намного раньше, чем любые другие формы жизни животных.
«Это вызывает все эти новые вопросы: как выглядели эти организмы? Какая была среда? И почему в летописи окаменелостей есть такой большой пробел? » — говорит Голд. «Это показывает, как много мы до сих пор не знаем о ранней жизни животных, сколько открытий еще осталось, и насколько полезны, если все сделано правильно, эти молекулярные окаменелости могут помочь заполнить эти пробелы.”
Это исследование частично поддерживается Институтом Агурон и Институтом астробиологии НАСА.
Самое раннее из известных животных — подводная капля возрастом полмиллиарда лет
Алиса Кляйн
Первое животное?
Илья Бобровский, Австралийский национальный университет
Странное морское существо с мягким телом, жившее более полумиллиарда лет назад, возможно, было первым видом животных на Земле, как свидетельствуют ископаемые свидетельства.
Первые крупные сложные организмы, известные как эдиакарцы, появились в летописи окаменелостей около 570 миллионов лет назад, незадолго до кембрийского взрыва современной животной жизни. Их инопланетная форма тела вызвала путаницу в отношении того, были ли они примитивными животными, другими сложными формами жизни, такими как лишайник или гигантские амебы, или неудавшимися экспериментами по эволюции.
Реклама
Джохен Брокс из Австралийского национального университета и его коллеги обнаружили жирные молекулы в окаменелостях Dickinsonia возрастом 558 миллионов лет, что подтверждает, что это было раннее животное.
Исследователи собрали окаменелости со скал из песчаника в отдаленном районе Белого моря в России. Сохранившиеся в них холестериноподобные молекулы обнаруживаются почти у всех современных животных, но их мало у других форм жизни, таких как бактерии, лишайники и амебы. «Это говорит нам, что это существо на самом деле было нашим самым ранним предком», — говорит Брокс.
Ранние черви?
Окаменелости Dickinsonia были впервые обнаружены в Южной Австралии в 1946 году. Они имеют овальную форму с ребристыми сегментами и могут превышать метр в длину.Типы скал, в которых они обнаружены, и отсутствие сохранившихся скелетов позволяют предположить, что это были мягкотелые морские существа, но мало что известно о том, каким современным животным они наиболее тесно связаны. «Они похожи на червяков, но это может быть поверхностное сходство», — говорит Брокс.
Как и современные животные, Dickinsonia , вероятно, использовала холестерин для построения клеточных мембран, говорит Брокс. По его словам, другие организмы склонны использовать разные типы липидных молекул.
Открытие холестерина — лучшее доказательство того, что Dickinsonia был животным , говорит Эмили Митчелл из Кембриджского университета.Однако вполне возможно, что другие виды могли предшествовать ему по линии животных, говорит она. «Возможно, мы найдем окаменелости даже более старых животных», — говорит она.
Ссылка на журнал: Science , DOI: 10.