Ирина Лагунина: Мы привыкли считать человека вершиной биологического развития на Земле. Но почему многие животные в чем-то превосходят нас? Например, глаз осьминога видит реальность точнее человеческого глаза. И обоняние у крысы острее, чем у людей. По мнению палеонтолога Андрея Журавлева, человек лишь оптимально развит для своего времени, климата и пространства. Неслучайно, последние открытия молекулярных биологов показывают, что в процессе эволюции организмы могут не только усложняться, но и наоборот становиться проще и примитивнее. Новую картину развития первых древних животных попытался восстановить доктор биологических наук, научный сотрудник университета Сарагосы Андрей Журавлев. С ним беседуют Ольга Орлова и Александр Марков.
Александр Марков: Какие раньше были представления о начальных этапах эволюции животных и что мы имеем сейчас?
Андрей Журавлев: В принципе в течение 150 лет практически эволюцию у животных, всех многоклеточных если брать, в основном изучали на современном материале. Занимались этим специалисты по классической сравнительной анатомии, по эмбриологии, то, что называется беспозвоночных, отдельно позвоночных. Позвоночные выделялись всегда как группа весьма специфическая исключительно потому, что она включает в себя человека, и вся лестница существ строилась в обратном направлении, как бы человек - это то, к чему она вела, значит это высшее существо, значит все органы, ткани, те клетки, которые он имеет, это вершина развития и отсюда поехали вниз. То есть самые примитивные - это одноклеточные, дальше среди многоклеточных животных это губки, которые непонятно что. Долгое время их вообще считали зоофитами, то ли растения, то ли животные. Потом всякие плоские черви, хоть среди них есть гигантские организмы, которые причем опять же связаны с человеком. Кому посчастливилось подцепить бычьего или свиного цепня, знают, что это такое. Мне как-то "посчастливилось" во время экспедиции в Якутию, отнюдь не в тропиках. Мало не покажется.
В основном действительно плоские черви состоят из разных типов клеток, кишечник у них не сквозной, полости тела нет, заполнено все пространство между органами неструктурированной тканью. Дальше над ними идут более организованные черви, к ним относятся круглые черви. У них уже есть первичная полость тела между органами и заполнена она жидкостью. И третья группа - это уже высшие полостные беспозвоночные, к которым относится подавляющее большинство современных форм - это и насекомые, и членистоногие, и моллюски. И среди них выделяются две ветви – это первичноротые. Почему первичноротые, потому что рот у взрослых организмов образуется в том же самом месте, где он был у личинки. И вторичноротых. У вторичноротых наоборот рот образуется в другом месте, а на месте первичного рта, как правило, открывается анальное отверстие. К вторичноротым относятся все позвоночные и в том числе человек.
Опять же, обратите внимаете, человек, хотя считается априори высшим существом, во многом он устроен очень неудачно. Скажем, взять наш глаз и сравнить с глазом осьминога. У осьминога оказывается все намного лучше. Потому что у нас нервные окончания от сетчатки загораживают видимость. Есть так называемое слепое пятно. То, что мы видим, это на самом деле такая по существу оцифрованная компьютерная реконструкция реального изображения. А осьминоги видят реально, как оно есть. Поэтому говорить о том, что человек высшее существо как вершина развития, конечно, нельзя. Оптимальное, но оптимальное для своего времени, для своего пространства, для своего климата, но не более того.
Кроме того, в последнее время молекулярные биологи выяснили, что оказывается в процессе развития организмы могут не только усложняться, необязательно эволюция ведет к таким сложным организмам, как человек или пчела или осьминог, наоборот те же плоские черви из этих групп могут вполне были вторично упрощенными с более сложными предками. Это никто не представляет, какие они были. Но данные молекулярной биологии, изучение сравнительное разных типов генов, нуклеатидных последовательностей показывают, что выпадают нуклеатидные последовательности, сокращаются, соответственно сокращаются число органов, число клеток, упрощаются многие потребности. К таким организмам явно упрощенным относятся пятиустки, явно упрощенные вещества, которые раньше считались отдельным типом - это тоже паразиты. Паразиты, как правило, упрощенные. Организм двигается, потом переходит к сидячему образу жизни, потом от сидячего образа жизни до паразитизма один шаг.
Ольга Орлова: Если говорить о более сложных организмах?
Андрей Журавлев: Раньше считалось, что отдельный тип, который представлял примитивных червеобразных существ. Но сейчас благодаря молекулярному строению выяснилось, что это очень высокоразвитая группа ракообразных организмов. Но если взять пятиустку в руки и посмотреть, что это такое, с помощью микроскопа, догадаться просто невозможно, что они относятся к ракообразным. Уже сейчас знаем, что это ракообразные, начали искать черты разные и нашли. Но черты сходства не с современными ракообразными, а с ископаемыми членистоногими.
Ольга Орлова: Как они эволюционировали.
Андрей Журавлев: Причем эволюционировали к этому состоянию довольно долго, потому что в течение 500 миллионов лет они уже не менялись, они тогда стали такими паразитами. Молекулярные биологи перевернули эту систему, показали, что, во-первых, идет упрощение, во-вторых, классические группы организмов, как считалось, они же не из ничего возникают, какие-то должны быть предки. На роль предков долгое время претендовали кольчатые черви, поскольку они сегментированные, сложно устроенные, как и членистоногие, у них есть вторичная полость. Такой своеобразный орган, который выполняет массу функций, главное как опорного скелета. У них есть придатки, с помощью которых передвигаются. А если брать морских классических червей полихет, то они похожи на членистоногих. Если неспециалисту показать многоножку и большого многощетинкового червя, отличить невозможно неопытным глазом. Получается, что моллюски, которые тоже червячки, которые засунуты в раковины, черви кольчатые и членистоногие - одна большая группа, а все остальное – это непонятно что.
Молекулярные биологи что сделали – они показали, что как раз членистоногие и кольчатые черви не родственные группы - это две большие разницы. Эволюционировали они давно в разные стороны. То есть если сначала те, кто изучает современных животных на современном материале, надеялись, что это какая-то ошибка, неясность метода, который начал развиваться по сути 15 лет назад, то теперь убедились, что ошибки скорее всего нет, что это так на самом деле происходило. Тогда возник вопрос: а как могли выглядеть предки тех же членистоногих, и здесь на помощь пришла палеонтология. Но не потому, что палеонтологи захотели искать и сказали, что мы что-то найдем. Нет. Опять же палеонтологам ископаемые формы были известны довольно долго, некоторые сто лет назад были найдены уже, даже больше. Поскольку палеонтологи имеют остатки организмов, нет полного набора органов, нет ни тканей, ни клеток, как правило, то похоже на червяка, будет кольчатым червем. Похоже более-менее на членистоногое, будет членистоногим. И когда появились публикации молекулярных биологов, решили пересмотреть.
Я отношусь к тем людям, которые взялись за это дело, а что мы имеем действительно в палеонтологическом материале, который может подтвердить или опровергнуть эти новые веяния. Взяли старые коллекции, поехали, собрали новые коллекции, посмотрели, оказалось, что очень все интересно. Есть примитивные черви, которые совсем не кольчатые черви. Есть такие группы, которые весьма редки нынче или наоборот очень мелкие, которые без микроскопа не видно и поэтому практически до последних лет не изучали. А сейчас с помощью современно микроскопии можно посмотреть, как у них мозг развивается, как другие органы закладываются. Вот одна из таких классических - это приапулиды называются в честь царя Приапа, поскольку они похожи на то самое изображение Приапа, которое иногда использовалось греками в качестве дорожного указателя, то есть на фаллос, живой, подвижный, иногда размеры очень крупные у них. Они роющие организмы очень редкие, поэтому так их мало кто знает кроме тех, кто изучает биологию.
Ольга Орлова: А где их искали?
Андрей Журавлев: Скажем, у нас в Сибири есть, в Якутии великолепные. Одного из них я назвал в честь нашего классического сравнительного анатома наших дней, в университете сейчас работает, Владимира Владимировича Малахова.
Ольга Орлова: Заведующий кафедрой беспозвоночных.
Андрей Журавлев: Есть такой червячок "владиприаполюс".
Ольга Орлова: Ему, наверное, было очень приятно. Традиционно называют в честь ученых звезды, небесные тела.
Андрей Журавлев: В биологии, в палеонтологии тоже принято в честь крупных ученых называть какие-то очень интересные организмы.
Александр Марков: С одной стороны, эти приапулиды не кольчатые черви, а с другой стороны они близки к членистоногим?
Андрей Журавлев: Приапулиды, несмотря на то, что они своеобразные животные, чем они своеобразны – у них есть хобот очень острый, с помощью которого они двигаются. То есть они его выдвигают вперед, на хоботе многочисленные крючья, они вцепляются в грунт и ползут или по грунту или большей частью внутри него. Этим же хоботом они ловят всякую живность - это хищники. Но опять возник вопрос: как эти странные черви с хоботом и вдруг членистоногие, у которых ротовой аппарат, голова совсем другим образом организована. Это фасеточные глаза, как правило, хватательные конечности, многочисленные челюсти, антенны. Опять же, начали мы искать в своем ископаемом материале и нашли массу переходных форм, у которых, скажем, голова как у членистоногих, а тело как у червей. Или голова как членистоногих, а тело как у очень своеобразной группы, еще называют бархатные черви. Группа тропическая, опять же мало кто знает, такие немножко похожи на гусениц животные с телескопическими ножками, которые могут выворачиваться, могут втягиваться. Кто знает, человек от "Мишлена" из шин нарисован, очень похоже. Свернуться и пролезть при диаметре животного в три сантиметра в какую-нибудь трехмиллиметровую дырочку втиснуться.
Александр Марков: Это наземные?
Андрей Журавлев: Это наземные существа. И очень, кстати, интересно, тоже в последнее время взялись изучать и оказалось, что у них довольно сложное поведение, потому что они питаются в основном насекомыми и ловят их так: слизь выбрасывают изо рта, которая быстро застывает, знаете, игрушка такая, которая из тюбика выстреливает, он в чем-то жидком, страшном, потом застывает и опадает. Вот у них тоже такое, только не отпадает, а наоборот прилипает, насекомое схвачено и обезврежено. Так вот, оказывается, эти примитивные вроде бы беспозвоночные животные, которые и от нас очень далеки, даже по отношению к примитивным членистоногим, и они охотятся стаями, загонная охота. Сами они двигаются медленно, насекомые намного быстрее и с помощью загонной охоты они устраивают ловушки и облавливают.
Ольга Орлова: Вообще для таких животных это очень сложная система. Просто сложная система коммуникации.
Андрей Журавлев: Мозг у них очень маленький. В ископаемом виде есть онихафороподобные животные с хоботом как у головохоботных червей. Вот эти многочисленные формы показали, что действительно членистоногие происходят от таких червей. Но первая идея была опять же: сначала черви без ножек, потом членистоногие онихофоры и прочие группы с ножками от них пошли. Но на самом деле, когда мы посмотрели, как это происходит развитие ножек в различных группах, оказалось, что мы не видим, чтобы ножки из ничего вдруг появились. Наоборот, мы скорее видим, что ножки, как правило, отваливаются. Но если взять позвоночных различных от самых древних всяких саламандроподобных земноводных, которые жили 300 миллионов лет назад, и до китов, то оказывается, что в истории позвоночных животные теряли ноги примерно в ста случаях. Но их опять же несколько групп, которые независимо теряли ножки, причем есть которые с двумя лапками и, как правило, происходит утеря лап с переходом к роющему образу жизни или скрытому образу жизни, скажем, в листве опавшей. Лапы там не нужны, лучше ползать и одновременно гены работают таким образом, что теряются лапы, одновременно удлиняется тело, количество позвонков.
Александр Марков: Какие раньше были представления о начальных этапах эволюции животных и что мы имеем сейчас?
Андрей Журавлев: В принципе в течение 150 лет практически эволюцию у животных, всех многоклеточных если брать, в основном изучали на современном материале. Занимались этим специалисты по классической сравнительной анатомии, по эмбриологии, то, что называется беспозвоночных, отдельно позвоночных. Позвоночные выделялись всегда как группа весьма специфическая исключительно потому, что она включает в себя человека, и вся лестница существ строилась в обратном направлении, как бы человек - это то, к чему она вела, значит это высшее существо, значит все органы, ткани, те клетки, которые он имеет, это вершина развития и отсюда поехали вниз. То есть самые примитивные - это одноклеточные, дальше среди многоклеточных животных это губки, которые непонятно что. Долгое время их вообще считали зоофитами, то ли растения, то ли животные. Потом всякие плоские черви, хоть среди них есть гигантские организмы, которые причем опять же связаны с человеком. Кому посчастливилось подцепить бычьего или свиного цепня, знают, что это такое. Мне как-то "посчастливилось" во время экспедиции в Якутию, отнюдь не в тропиках. Мало не покажется.
В основном действительно плоские черви состоят из разных типов клеток, кишечник у них не сквозной, полости тела нет, заполнено все пространство между органами неструктурированной тканью. Дальше над ними идут более организованные черви, к ним относятся круглые черви. У них уже есть первичная полость тела между органами и заполнена она жидкостью. И третья группа - это уже высшие полостные беспозвоночные, к которым относится подавляющее большинство современных форм - это и насекомые, и членистоногие, и моллюски. И среди них выделяются две ветви – это первичноротые. Почему первичноротые, потому что рот у взрослых организмов образуется в том же самом месте, где он был у личинки. И вторичноротых. У вторичноротых наоборот рот образуется в другом месте, а на месте первичного рта, как правило, открывается анальное отверстие. К вторичноротым относятся все позвоночные и в том числе человек.
Опять же, обратите внимаете, человек, хотя считается априори высшим существом, во многом он устроен очень неудачно. Скажем, взять наш глаз и сравнить с глазом осьминога. У осьминога оказывается все намного лучше. Потому что у нас нервные окончания от сетчатки загораживают видимость. Есть так называемое слепое пятно. То, что мы видим, это на самом деле такая по существу оцифрованная компьютерная реконструкция реального изображения. А осьминоги видят реально, как оно есть. Поэтому говорить о том, что человек высшее существо как вершина развития, конечно, нельзя. Оптимальное, но оптимальное для своего времени, для своего пространства, для своего климата, но не более того.
Кроме того, в последнее время молекулярные биологи выяснили, что оказывается в процессе развития организмы могут не только усложняться, необязательно эволюция ведет к таким сложным организмам, как человек или пчела или осьминог, наоборот те же плоские черви из этих групп могут вполне были вторично упрощенными с более сложными предками. Это никто не представляет, какие они были. Но данные молекулярной биологии, изучение сравнительное разных типов генов, нуклеатидных последовательностей показывают, что выпадают нуклеатидные последовательности, сокращаются, соответственно сокращаются число органов, число клеток, упрощаются многие потребности. К таким организмам явно упрощенным относятся пятиустки, явно упрощенные вещества, которые раньше считались отдельным типом - это тоже паразиты. Паразиты, как правило, упрощенные. Организм двигается, потом переходит к сидячему образу жизни, потом от сидячего образа жизни до паразитизма один шаг.
Ольга Орлова: Если говорить о более сложных организмах?
Андрей Журавлев: Раньше считалось, что отдельный тип, который представлял примитивных червеобразных существ. Но сейчас благодаря молекулярному строению выяснилось, что это очень высокоразвитая группа ракообразных организмов. Но если взять пятиустку в руки и посмотреть, что это такое, с помощью микроскопа, догадаться просто невозможно, что они относятся к ракообразным. Уже сейчас знаем, что это ракообразные, начали искать черты разные и нашли. Но черты сходства не с современными ракообразными, а с ископаемыми членистоногими.
Ольга Орлова: Как они эволюционировали.
Андрей Журавлев: Причем эволюционировали к этому состоянию довольно долго, потому что в течение 500 миллионов лет они уже не менялись, они тогда стали такими паразитами. Молекулярные биологи перевернули эту систему, показали, что, во-первых, идет упрощение, во-вторых, классические группы организмов, как считалось, они же не из ничего возникают, какие-то должны быть предки. На роль предков долгое время претендовали кольчатые черви, поскольку они сегментированные, сложно устроенные, как и членистоногие, у них есть вторичная полость. Такой своеобразный орган, который выполняет массу функций, главное как опорного скелета. У них есть придатки, с помощью которых передвигаются. А если брать морских классических червей полихет, то они похожи на членистоногих. Если неспециалисту показать многоножку и большого многощетинкового червя, отличить невозможно неопытным глазом. Получается, что моллюски, которые тоже червячки, которые засунуты в раковины, черви кольчатые и членистоногие - одна большая группа, а все остальное – это непонятно что.
Молекулярные биологи что сделали – они показали, что как раз членистоногие и кольчатые черви не родственные группы - это две большие разницы. Эволюционировали они давно в разные стороны. То есть если сначала те, кто изучает современных животных на современном материале, надеялись, что это какая-то ошибка, неясность метода, который начал развиваться по сути 15 лет назад, то теперь убедились, что ошибки скорее всего нет, что это так на самом деле происходило. Тогда возник вопрос: а как могли выглядеть предки тех же членистоногих, и здесь на помощь пришла палеонтология. Но не потому, что палеонтологи захотели искать и сказали, что мы что-то найдем. Нет. Опять же палеонтологам ископаемые формы были известны довольно долго, некоторые сто лет назад были найдены уже, даже больше. Поскольку палеонтологи имеют остатки организмов, нет полного набора органов, нет ни тканей, ни клеток, как правило, то похоже на червяка, будет кольчатым червем. Похоже более-менее на членистоногое, будет членистоногим. И когда появились публикации молекулярных биологов, решили пересмотреть.
Я отношусь к тем людям, которые взялись за это дело, а что мы имеем действительно в палеонтологическом материале, который может подтвердить или опровергнуть эти новые веяния. Взяли старые коллекции, поехали, собрали новые коллекции, посмотрели, оказалось, что очень все интересно. Есть примитивные черви, которые совсем не кольчатые черви. Есть такие группы, которые весьма редки нынче или наоборот очень мелкие, которые без микроскопа не видно и поэтому практически до последних лет не изучали. А сейчас с помощью современно микроскопии можно посмотреть, как у них мозг развивается, как другие органы закладываются. Вот одна из таких классических - это приапулиды называются в честь царя Приапа, поскольку они похожи на то самое изображение Приапа, которое иногда использовалось греками в качестве дорожного указателя, то есть на фаллос, живой, подвижный, иногда размеры очень крупные у них. Они роющие организмы очень редкие, поэтому так их мало кто знает кроме тех, кто изучает биологию.
Ольга Орлова: А где их искали?
Андрей Журавлев: Скажем, у нас в Сибири есть, в Якутии великолепные. Одного из них я назвал в честь нашего классического сравнительного анатома наших дней, в университете сейчас работает, Владимира Владимировича Малахова.
Ольга Орлова: Заведующий кафедрой беспозвоночных.
Андрей Журавлев: Есть такой червячок "владиприаполюс".
Ольга Орлова: Ему, наверное, было очень приятно. Традиционно называют в честь ученых звезды, небесные тела.
Андрей Журавлев: В биологии, в палеонтологии тоже принято в честь крупных ученых называть какие-то очень интересные организмы.
Александр Марков: С одной стороны, эти приапулиды не кольчатые черви, а с другой стороны они близки к членистоногим?
Андрей Журавлев: Приапулиды, несмотря на то, что они своеобразные животные, чем они своеобразны – у них есть хобот очень острый, с помощью которого они двигаются. То есть они его выдвигают вперед, на хоботе многочисленные крючья, они вцепляются в грунт и ползут или по грунту или большей частью внутри него. Этим же хоботом они ловят всякую живность - это хищники. Но опять возник вопрос: как эти странные черви с хоботом и вдруг членистоногие, у которых ротовой аппарат, голова совсем другим образом организована. Это фасеточные глаза, как правило, хватательные конечности, многочисленные челюсти, антенны. Опять же, начали мы искать в своем ископаемом материале и нашли массу переходных форм, у которых, скажем, голова как у членистоногих, а тело как у червей. Или голова как членистоногих, а тело как у очень своеобразной группы, еще называют бархатные черви. Группа тропическая, опять же мало кто знает, такие немножко похожи на гусениц животные с телескопическими ножками, которые могут выворачиваться, могут втягиваться. Кто знает, человек от "Мишлена" из шин нарисован, очень похоже. Свернуться и пролезть при диаметре животного в три сантиметра в какую-нибудь трехмиллиметровую дырочку втиснуться.
Александр Марков: Это наземные?
Андрей Журавлев: Это наземные существа. И очень, кстати, интересно, тоже в последнее время взялись изучать и оказалось, что у них довольно сложное поведение, потому что они питаются в основном насекомыми и ловят их так: слизь выбрасывают изо рта, которая быстро застывает, знаете, игрушка такая, которая из тюбика выстреливает, он в чем-то жидком, страшном, потом застывает и опадает. Вот у них тоже такое, только не отпадает, а наоборот прилипает, насекомое схвачено и обезврежено. Так вот, оказывается, эти примитивные вроде бы беспозвоночные животные, которые и от нас очень далеки, даже по отношению к примитивным членистоногим, и они охотятся стаями, загонная охота. Сами они двигаются медленно, насекомые намного быстрее и с помощью загонной охоты они устраивают ловушки и облавливают.
Ольга Орлова: Вообще для таких животных это очень сложная система. Просто сложная система коммуникации.
Андрей Журавлев: Мозг у них очень маленький. В ископаемом виде есть онихафороподобные животные с хоботом как у головохоботных червей. Вот эти многочисленные формы показали, что действительно членистоногие происходят от таких червей. Но первая идея была опять же: сначала черви без ножек, потом членистоногие онихофоры и прочие группы с ножками от них пошли. Но на самом деле, когда мы посмотрели, как это происходит развитие ножек в различных группах, оказалось, что мы не видим, чтобы ножки из ничего вдруг появились. Наоборот, мы скорее видим, что ножки, как правило, отваливаются. Но если взять позвоночных различных от самых древних всяких саламандроподобных земноводных, которые жили 300 миллионов лет назад, и до китов, то оказывается, что в истории позвоночных животные теряли ноги примерно в ста случаях. Но их опять же несколько групп, которые независимо теряли ножки, причем есть которые с двумя лапками и, как правило, происходит утеря лап с переходом к роющему образу жизни или скрытому образу жизни, скажем, в листве опавшей. Лапы там не нужны, лучше ползать и одновременно гены работают таким образом, что теряются лапы, одновременно удлиняется тело, количество позвонков.
