Развязка столетних дебатов

Членистоногие — это самая процветающая группа живых организмов с точки зрения распространенности и разнообразия их видов, которых описано более миллиона. Они принадлежат к беспозвоночным и включают в себя насекомых, раков, пауков, мечехвостов и многоножек. Их конечности и тела состоят из сегментов. Биологи давно знают, что мозг современных видов членистоногих и некоторых из их ископаемых предков также сегментирован. Как возник сегментированный мозг? Биологи всегда считали, что он появился в результате слияния нервных узлов, ганглий. Они расположены в частях туловища членистоногого и образуют его центральную нервную систему.

В 1984 году в горах провинции Юньнань китайские палеонтологи раскопали окаменелые останки небольшого животного, жившего примерно полмиллиарда лет назад в период кембрийского расцвета. Это членистоногое под названием Cardiodictyon catenulum принадлежало к вымершей группе бронированных лобопод. Обитатель морского дна был мягок и очень мал, его длина не превышала полутора сантиметров. Он был похож на гусеницу или червяка с крупной головой и ножками. Самые его близкие родственники — это бархатные черви, обитающие в Австралии, Новой Зеландии и Южной Америке. Найденный вид оказался древнейшим из известных науке членистоногих. Он даже старше знаменитых морских трилобитов, вымерших четверть миллиона лет назад.

Детальное исследование останков находки идет до сих пор. В статье профессора Аризонского университета Николаса Стросфилда (Nicholas Strausfeld) и доктора Фрэнка Хирта (Frank Hirth) из Королевского колледжа Лондона, появившейся в журнале Science в ноябре, подведен итог десятилетней работы по изучению уникального ископаемого. Особый интерес у исследователей вызвала хорошо сохранившаяся нервная система.

Это самый древний известный ныне мозг. К удивлению ученых оказалось, что и он, и голова древнего существа не состоят из сегментов. Это значит, что мозг и нервная система туловища развивались отдельно. По-видимому, окаменелость заставит переписать разделы учебников биологии, посвященные эволюции мозга членистоногих.

Ученые также сравнили анатомию Cardiodictyon с его многочисленными родственниками среди вымерших и ныне живущих членистоногих и на основе современных генетических данных пришли к выводу, что общий план строения мозга членистоногих сохранился с кембрия до наших дней. Открытие авторов подтверждает непрерывность и преемственность эволюции мозга, несмотря на радикальные изменения, произошедшие на планете за последние полмиллиарда лет.

Профессор уверен, что значение работы его группы выходит за рамки единства мозга членистоногих. Сравнение нервной системы членистоногих с таковой у позвоночных показывает, что у тех и других строение и генетика головного мозга отличаются от спинного.

Science, 2022; 378 (6622): 905