Полмиллиарда лет паучьей эры

Пауки и скорпионы признаны одними из древнейших существ на нашей планете

Американские энтомологи из Флоридского университета (University of Florida, www.ufl.edu) с помощью генетических методов и компьютерного моделирования сумели получить независимую оценку возраста одного из древнейших типов беспозвоночных — членистоногих (Arthropoda). Анализируя генные последовательности в ДНК современных пауков, скорпионов и клещей, исследователи сделали вывод, согласно которому эти беспозвоночные впервые появились на Земле примерно 400-450 млн. лет назад (в конце палеозоя), т.е. гораздо раньше, чем думали до сих пор. Разумеется, эти существа не могли возникнуть внезапно, из ничего, поэтому, вероятно, и до этого срока на нашей планете существовали какие-то их предшественники.

По словам одного из авторов соответствующей онлайновой публикации (www.springerlink.com/content/e56772714k5qn1t5/) в Experimental and Applied Acarology («Журнале экспериментальной и прикладной акарологии») профессора Мэрьори Хой (Marjorie Hoy, http://entnemdept.ifas.ufl.edu/hoy.htm), их работа представляет собой первый крупномасштабный пример использования генетического анализа для отслеживания изменений, которые испытали в процессе эволюции паукообразные и другие классы и подтипы членистоногих.

Ископаемые останки этих существ встречаются довольно редко, поскольку их тела не содержат костей и после смерти быстро и бесследно разлагаются. Многие вопросы, касающиеся происхождения и ранней истории членистоногих, до сих пор остаются без ответа.

С помощью новейших компьютерных программ Хой и ее коллега Айямперумал Еяпракаш (Ayyamperumal Jeyaprakash) — ученый индийского происхождения из Флоридского университета — проанализировали все генетические последовательности, которые им удалось выделить из митохондрий — крошечных структур (органелл), которые тысячами содержатся в каждой человеческой клетке и заняты преобразованием энергии, извлекаемой из пищи, в форму, которую сами эти клетки могут беспрепятственно использовать. Митохондриальную компоненту иногда образно называют «клеточной электростанцией». Хотя большая часть наследственной информации хранится в хромосомах в клеточных ядрах, митохондрии также обладают некоторым количеством собственной ДНК. Эта митохондриальная ДНК обладает очень ценным качеством: вероятность ее восстановления гораздо выше, чем в случае ядерной ДНК. Передается она лишь по материнской линии, что позволяет восстанавливать наследственные цепочки, ведущие вглубь веков, к так называемой «митохондриальной Еве».

Метод, взятый на вооружение Хой и Еяпракашем, к беспозвоночным до сих пор не применялся (однако подобные исследования уже проводились для рыб). Флоридские исследователи выделили полные генные последовательности для митохондрий из 25 различных беспозвоночных, в том числе четырех видов пауков, трех скорпионов, нескольких видов клещей и других подобных существ. На основе этих генетических последовательностей и специальных компьютерных моделей удалось подсчитать, сколько должно было пройти времени с момента эволюционирования от единого общего предка. Помимо прочего полученные результаты автоматически подтвердили и гипотезу о том, что пауки, скорпионы и клещи вообще имели этого общего предка, в чем, надо признать, были уверены далеко не все биологи. К жалению, каких-либо выводов об образе жизни и облике этого предполагаемого общего предка в новой работе не содержится, однако Хой уверена в том, что он, несомненно, обитал в океане, поскольку большинство самых ранних форм вело водный образ жизни.

Еще один вывод состоит в том, что клещи впервые «оседлали» не динозавров, а, вероятно, каких-нибудь амфибий. В общем, от них еще страдали и пресмыкающиеся, и земноводные (на которых клещи до сих пор могут паразитировать). Нужно отметить, что коллеги флоридских ученых указывают на необходимость более обширного сбора генетических данных среди ныне существующих форм (т.е. советуют увеличивать размер выборки) и напоминают, что темпы эволюции при моделировании могут оказаться как завышенными, так и заниженными: узнать среднее время жизни животных и скорость преобразований на протяжении миллионов лет пока не представляется возможным.

Радует, конечно, то, что генетические методы на этот раз очень хорошо согласуются с данными палеонтологов, которые также уверены в необычайной древности членистоногих, однако специалисты, к которым мы обратились за разъяснениями, отмечают, что авторы статьи (вероятно, для того, чтобы подчеркнуть важность своих исследований) умалчивают о необычайно большом возрасте реальных палеонтологических находок ископаемых пауков и скорпионов.

Максим Борисов

1. UF study suggests spiders, scorpions, ticks, mites far older than fossil record indicates (University of Florida News)
   http://news.ufl.edu/2008/10/30/ ancient-bugs/
2. Spiders and Scorpions Among World’s Oldest Creatures (Discovery News)
   http://dsc.discovery.com/news/2008/10/31/spider-scorpion-genetic-print.html