Инкубатор кембрийского периода: обнаружены яйца древнейших беспозвоночных
Международная исследовательская команда собрала коллекцию ископаемых эмбрионов, относящихся к Ecdysozoa, диверсифицированной группе беспозвоночных животных, включая круглых и кольчатых червей, насекомых и ракообразных. Эти окаменелости, датируемые приблизительно 535 миллионами лет назад, были найдены в раннекембрийской биоте Куанчуанпу в южной провинции Шэньси, Китай.
Исследование, проведенное под руководством профессора Чжан Хуацяо из Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук, было опубликовано в журнале Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology.
Окаменевшие эмбрионы беспозвоночных встречаются редко, но, будучи сохраненными, они дают ключ к пониманию эволюционной биологии развития вымерших животных. Хотя сообщалось об эмбрионах с датой от раннего кембрия по ранний ордовикский период, большинство примеров ограничено книдариями и таксономом Markuelia из семейства скалидофор. Раннекембрийская биота Куанчуанпу богата разнообразными эмбрионами книдария на разных стадиях развития и вылупления, но окаменелые эмбрионы Экдизозоа в этой биоте пока не обнаруживались.
В ходе исследования ученые обнаружили хорошо сохранившиеся ископаемые эмбрионы из раннекембрийской формации Куанчуанпу, в частности, из разреза Чжанцзягоу в округе Сисян, город Ханьчжун, провинция Шэньси, Китай. Было идентифицировано семь образцов, все они были фосфатированы с сохранением естественных трехмерных пропорций.
Компьютерная томография показала, что у эмбрионов не сохранились внутренние мягкие ткани. Основываясь на различиях в количестве и расположении склеритов на их переднем и заднем концах, эти эмбрионы были классифицированы на два новых таксона: Saccus xixiangensis (рис. 1) и Saccus necopinus (рис. 2).
Эмбрионы заключены в тонкую гладкую оболочку и имели диаметр от 730 мкм до 1 мм. Их относительно крупный размер указывает на богатый желтком состав, обеспечивающий достаточное количество энергии для развития (лецитотрофность). Внутри находился зародыш в форме мешка без интровертированных или парных конечностей.
На снимках, полученных с помощью сканирующего электронного микроскопа с высоким разрешением, видно, что оболочка эмбрионов не покрыта ресничками. Передние склериты расположены радиально, а те, что находятся на заднем конце, расположены с двух сторон (по бокам). Оболочка слегка деформирована, но склериты остаются в основном недеформированными, что позволяет предположить, что они более жесткие и, вероятно, имеют кутикулярную природу. У эмбрионов отсутствуют отверстия, что говорит о стадии развития, предшествующей формированию рта и ануса.
Двусторонне расположенные склериты на заднем конце предполагают двустороннюю симметрию, что позволяет отнести эти новые эмбрионы к таксону Билатерия. Кроме того, отсутствие ресничек или участков для прикрепления ресничек, а также наличие кутикулярных склеритов указывает на связь с группой Экдизозоа. Наличие кутикулы (скорлупы) говорит, что эти эмбрионы находятся на более поздних стадиях эмбрионального развития, возможно, приближались к вылуплению.
Из-за отсутствия вылупившихся особей точный способ развития животных рода Saccus еще не определен. Предполагается, что эти эмбрионы, вероятно, в дальнейшем переживали превращения, вылупляясь в виде личинок-лецитотрофов (питающихся желтком). Это говорит о том, что ювенильная и взрослая формы могут различаться из-за метаморфоз в процессе последующего роста. Не исключено что они проходили прямое развитие, вылупляясь в качестве лецитотрофных имагинальных особей.
У таких молодых особей должно быть похожее на эмбрион тело в форме мешка без обращенных внутрь или парных конечностей, как у Saccorhytus. В любом случае эмбрионы получают энергию исключительно из желтка, пока у них не разовьется функциональный рот и они не начнут питаться самостоятельно.
Гипотеза о прямом развитии имеет значение для эволюции формы тела ранних экдизозоидов. Если Saccus и Saccorhytus принадлежат к «стволовой» группе экдизозоидов, то мешковидное тело представляется чересчур примитивным и не характерным для экдизозоидов. Более совершенное и приспособленное к борьбе за существование червеобразное тело получило широкое распространение ближе к середине кембрийского периода, который начался 539 и завершился 485 миллионов лет назад.
Ранее ученые рассказали о нелегкой жизни далекого предка современных крокодилов.
