Распространённая тетрарадиальная симметрия у ранних ископаемых губок

Губки считаются древнейшими из ныне живущих животных, эволюционировавшими раньше всех других групп. Долгое время их простая структура тела и организация тканей делала их кандидатами в предковую группу животных. Эта точка зрения поддерживалась генетическими анализами, указывающими на очень раннее отделение губок от других животных в глубоком докембрии.

Однако новые данные из летописи окаменелостей подтверждают, что ранние губки в некоторых аспектах были сложнее своих современных потомков.

Свидетельства из ископаемой летописи

Ранние губки из местонахождений с исключительной сохранностью часто напоминают современных глубоководных шестилучевых губок (hexactinellids), но на самом деле включают ряд примитивных групп, эволюционировавших до появления современных классов. Эти «стволовые» окаменелости имеют определённую форму, обычно шаровидную или вазообразную.

Некоторые ранние губки имеют угловатые очертания, часто восьмигранные. Новые выдающиеся окаменелости губок из раннекембрийской (~520 млн лет) биоты Хэтан в Южном Китае, найденные доктором Джозефом БОТТИНГОМ и коллегами, показывают, что за этими очертаниями стоит больше, чем считалось ранее.

Эти окаменелости, отнесённые к роду Metaxyspongia, имели примерно круглые очертания, но симметричный скелет с четырьмя колоннами крупных спикул, идущими по всей высоте губки. Эта группа родственна Takkakawia из знаменитых сланцев Бёрджес в Канаде. У Takkakawia четыре колонны разделяются в нижней части, создавая восьмилучевую симметрию, а у китайских окаменелостей колонны остаются четырёхлучевыми.

Генетически обусловленная симметрия

Изолированные губки с тетрарадиальной симметрией могли быть случайностью, но теперь такие примеры известны для нескольких разных групп ранних губок, при этом последовательных примеров какой-либо иной симметрии нет.

Постоянство структурной симметрии у Metaxyspongia и её родственников указывает на то, что это реальный, генетически контролируемый аспект их биологии. Ранние стадии роста других ископаемых губок также демонстрируют ту же симметрию, даже если у взрослых особей её не видно. Следы этой симметрии известны даже у современных известковых губок, у которых личинки на одной из стадий показывают тетрарадиальное расположение клеток. Этот ряд примеров позволяет предположить, что это глубоко укоренённый аспект биологии губок.

Эволюционные последствия

Симметрия не видна у современных губок, вероятно, потому что они эволюционировали в сторону большей нерегулярности, с составным, часто обрастающим ростом, адаптированным к условиям среды. Однако у ранних ископаемых эта симметрия была широко распространена и очевидна.

Если губки изначально обладали тетрарадиальной симметрией, то они были слишком высокоорганизованными, чтобы эволюционировать напрямую из колониальных протистов. Эта симметрия также предполагает прямую связь с другой ранней группой животных — стрекающими (cnidarians), к которым относятся кораллы и медузы. Это единственная другая группа животных, включающая тетрарадиальный план строения тела.

Важнейший вывод: неожиданная сложность ранних губок означает, что у нас больше нет чёткого представления о том, как выглядел последний общий предок всех животных, — и, вероятно, он выглядел совсем не как губка.