Окаменелость, которая обманула Гарвард: ученые разгадали 160-летнюю эволюционную загадку
Столетняя окаменелость, которую когда-то считали червем, теперь переписывает историю эволюции членистоногих как первое известное неморское лобоподие.
Окаменелость, спрятанная в Музее сравнительной зоологии Гарварда (MCZ), оказалась важной находкой в истории ранней эволюции животных. Впервые задокументированная в 1865 году и ошибочно обозначенная как гусеница, окаменелость — Palaeocampa anthrax — на протяжении многих лет переходила из одной классификации в другую. Ученые по-разному идентифицировали ее как червя, многоножку, а позже как вид морского червя, называемого полихет. Только спустя более века была раскрыта его истинная природа: это первый известный лобоподиан, живший вне океана, а также самый древний представитель своего вида.
Лобоподиан — это вымершие животные с мягким телом, которые представляют собой эволюционную связь между простыми червеобразными организмами и современными членистоногими, к которым относятся насекомые и ракообразные. Эти древние существа в основном известны из морской среды, относящейся к кембрийскому периоду. Заметные примеры, такие как Hallucigenia и Aysheaia pedunculata, оба обнаруженные в 1911 году в канадском сланце Берджесс, укрепили представление о том, что лобоподы были исключительно морскими обитателями. Теперь это предположение подвергается сомнению.
Пересмотр эволюционной хронологии
В новом исследовании, опубликованном в журнале Communications Biology под руководством Ричарда Кнехта, бывшего аспиранта (PhD '25) факультета органической и эволюционной биологии (OEB) Гарвардского университета, Palaeocampa anthrax переописан как первый обнаруженный неморской и самый молодой лобоподиан, предшествующий знаменитым лобоподианам из сланцев Берджесса почти на пятьдесят лет.
«Лобподы, вероятно, были обычным явлением на дне палеозойских морей, — сказал Кнехт, — но, за исключением микроскопических тихоходок и наземных бархатных червей, мы думали, что они обитали только в океане».
Кнехт, в настоящее время постдокторант Мичиганского университета и сотрудник MCZ, обнаружил Palaeocampa при изучении окаменелостей многоножек из коллекции MCZ. Он заметил ноги на каждом туловище — что исключало возможность того, что это гусеница или червь — и распознал его как лобоподия.
Чтобы подтвердить это, команда проанализировала 43 образца из двух лагерштеттен каменноугольного периода — Мазон-Крик (США) и Монсо-ле-Мин (Франция) — с помощью передовых методов визуализации, в том числе сканирующей электронной микроскопии с обратным рассеиванием (SEM) и энергодисперсионной спектроскопии. Они выявили удивительные анатомические особенности, в частности, почти 1000 щетинкообразных шипов, покрывающих тело.
Соавтор исследования Наньфан Ю, доцент кафедры физики Колумбийского университета, использовал инфракрасную спектроскопию с Фурье-преобразованием (FTIR) для обнаружения химических остатков на кончиках шипов, что позволяет предположить, что шипы выделяли токсины для отпугивания хищников в болотистой среде обитания.
«Меня поразило то, что фрагменты биомакромолекул могли быть исключительно хорошо сохранены или преобразованы в геомакромолекулы в окаменелостях», — сказал Ю. «Я в восторге от того, что эта техника обладает чувствительностью и специфичностью, позволяющими отличить окаменелые останки от каменного субстрата».
Колючий выживший из пресноводных болот
Ближайшим родственником Palaeocampa является Hadranax, кембрийский лобоподиан из Гренландии, который почти на 200 миллионов лет старше. Оба имели десять пар ног, не имели когтей и были слепы. Но в то время как Hadranax не имел панциря и перемещался в глубоком море с помощью удлиненных передних придатков, Palaeocampa, длиной всего четыре сантиметра, имел густой слой шипов, расположенных над каждой парой ног, что придавало ему пушистый вид, похожий на гусеницу, и обитал в пресноводной, возможно амфибийной, среде.
Открытие Палеокампы также разрешает загадку французского месторождения окаменелостей Монсо-ле-Мин, которое когда-то считалось морским. «Мазон-Крик — это смесь наземных, пресноводных и морских животных», — пояснил Кнехт. «Но Монсо-ле-Мин, откуда происходит половина образцов, находился в сотнях километров от побережья, где не было океана». Его переклассификация подтверждает неморскую природу этого места, давая редкую возможность заглянуть в древние пресноводные экосистемы.
Это открытие расширяет наше понимание разнообразия лобоподиан и поднимает новые вопросы эволюции: сколько еще существ совершили переход из морской среды в пресноводную и могут скрываться, неправильно идентифицированные, в музейных ящиках?
«Условия, необходимые для окаменения мягкотелых существ, таких как лобоподы, встречаются редко», — отметил Кнехт. «Большая часть наших знаний поступает из кембрийских лагерштеттен, но каменноугольный период, когда жила Палеокампа, предлагает гораздо меньше таких возможностей, что делает каждую новую находку невероятно ценной».
Этот прорыв стал возможен благодаря повторному изучению столетних экземпляров из музеев, включая MCZ, Йельский музей Пибоди, Смитсоновский национальный музей естественной истории, Французский музей естественной истории в Отене, Чикагский полевой музей и Университет Иллинойса в Урбана-Шампейне, что подчеркивает непреходящую научную ценность музейных коллекций.
