Yorkicystis, 500-миллионолетний родственник морских звёзд, утративший скелет
Любитель-палеонтолог Крис Хефнер после четырёх лет раскопок на церковном кладбище в Йорке (Пенсильвания) обнаружил интригующую окаменелость. Он выложил находку в Facebook, где её заметили учёные. Хефнер согласился передать образец в Музей естественной истории в Лондоне.
Совместные исследования с коллегами из США и Великобритании показали, что это 510-миллионолетний родственник современных морских звёзд и ежей. Образец уникален, является новым для науки и имеет лишь частичный скелет. Его назвали Yorkicystis haefneri в честь первооткрывателя.
Взрыв кембрийского периода
Yorkicystis жил во время "кембрийского взрыва" (539–485 млн лет назад). В этот период появилось множество групп организмов, включая сложных животных со скелетами и твёрдыми раковинами. Этому могло способствовать изменение химического состава океана с повышением концентрации карбоната кальция.
Эхинодермы (тип, включающий морских звёзд и ежей) в геологической летописи появились не первыми — их опередили брахиоподы и членистоногие (включая трилобитов).
Первые эхинодермы
Известно более 30 000 вымерших видов эхинодерм, но в отложениях кембрия с исключительной сохранностью (как сланцы Бёрджес в Канаде или Чэнцзян в Китае) они встречаются редко.
Ранние эхинодермы сильно отличались от современных, имеющих пятилучевую симметрию. Среди них были:
- Эокриноиды — вазообразные тела с геометрическими пластинками.
- Геликоплакоиды — похожие на толстые сигары, с "ртом" по спирали.
- Бластоидеи — часто напоминающие экзотические цветы.
- Эдриоастероидеи — наиболее похожие на современных морских звёзд.
Yorkicystis haefneri больше всего напоминает эдриоастероидей, поэтому его классифицировали в этой группе на эволюционном древе.
Эхинодерма без скелета
В то время как многие кембрийские организмы обзавелись сложными скелетами для защиты, Yorkicystis пошёл противоположным путём — он "деминерализовал" свой скелет. Это было частично мягкое животное без защиты на большей части тела.
С помощью палеохудожника Хьюго Салайса была создана 3D-модель и реконструкция организма. Исследования показали:
- Кальцинированы (окаменели) были только его "руки" (амбулакры), защищавшие пищевые борозды (на окаменелости жёлтого цвета).
- Ряд пластин покрывал его щупальца и открывался/закрывался во время питания.
- Остальная часть тела была мягкой, что в окаменелости представлено тёмной, обогащённой углеродом плёнкой.
У большинства современных эхинодерм есть внутренний скелет. Исключения — голотурии (морские огурцы) и некоторые виды, живущие в грунте. Их скелеты, как и у Yorkicystis, образованы пористыми кальцитовыми пластинами.
Гипотезы и загадки
Почему и как некоторые эхинодермы утратили части скелета, известно мало. У Yorkicystis наблюдается резкая разница в кальцификации лучей и её отсутствии на остальном теле. Это позволяет предположить, что гены, отвечающие за формирование скелета, могли действовать независимо в разных частях его тела. Разгадать эту тайну смогут только молекулярные биологи.
Исследования позволили сформировать гипотезы:
- Экономия энергии: Отсутствие скелета на значительной части тела позволяло экономить энергию для других метаболических процессов (питание, дыхание).
- Повышение гибкости: Это могло способствовать более активному дыханию за счёт насосных движений.
- Защита: Не исключено, что отсутствие скелета связано с системой защиты, использующей стрекающие клетки, как у современных актиний.
Открытие Yorkicystis проливает свет на период дивергентной эволюции на заре кембрийского взрыва, когда одни организмы обзавелись скелетами для защиты, а другие приспособились совершенно иными способами.