Миллиард лет: обнаружено древнейшее многоклеточное животное?

Учёные обнаружили останки существа, которое может оказаться древнейшим многоклеточным животным или, по крайней мере, переходной формой от одноклеточных к многоклеточным. Это создание обитало миллиард лет назад в пресном водоёме на территории современной Шотландии.

Давно известно, что растения, грибы и животные "изобрели" многоклеточность независимо друг от друга. Так, многоклеточные водоросли населяли океаны ещё 1,4 миллиарда лет назад. А вот многоклеточные животные, похоже, появились значительно позже.

Первое известное сообщество макроскопических и, следовательно, заведомо многоклеточных животных – хайнаньская биота, существовавшая 850–700 миллионов лет назад. А 635 миллионов лет назад появилась досконально исследованная эдиакарская биота. Большинство экспертов считает, что ни те, ни другие существа не являются предками современных животных. Следовательно, последние обрели многоклеточность независимо от "хайнаньцев" и "эдиакарцев".

Почти наверняка эволюция экспериментировала с многоклеточностью гораздо чаще, чем можно предположить, исходя из палеонтологических находок. Ведь существа, не имеющие твёрдых тканей, крайне редко оставляют после себя окаменелости.

На сей раз учёным невероятно повезло. На месте древнейшего озера на Шотландском нагорье они обнаружили уникальные окаменелости возрастом миллиард лет. Ископаемые сферы диаметром всего 30 микрометров сохранились настолько хорошо, что биологи определили форму и строение составляющих их клеток.

Уникальная сохранность окаменелостей позволила изучить форму клеток.
Иллюстрация Strother et al./Current Biology (2021).

Палеонтологи назвали новый вид Bicellum brasieri. Судя по структуре клеток, эти существа относятся к Holozoa – группе, включающей животных (в том числе многоклеточных) и их ближайших одноклеточных родственников.

Важно, что найденные организмы состояли из клеток двух различных типов: сферических и продолговатых.

"Мы обнаружили примитивный сферический организм, состоящий из клеток двух различных типов, что стало первым шагом к сложной многоклеточной структуре, который никогда не описывался ранее в летописи окаменелостей, – рассказывает глава исследовательской группы Чарлз Велман (Charles Wellman) из Шеффилдского университета. – Открытие этой новой окаменелости позволяет нам предположить, что эволюция многоклеточных животных началась по крайней мере один миллиард лет назад и что ранние события, предшествовавшие эволюции животных, могли происходить в пресных водоёмах, таких как озёра, а не в океане".

Отметим, что скопление клеток может оказаться не многоклеточным организмом, а колонией одноклеточных. Наличие двух типов клеток – это аргумент в пользу того, что перед нами действительно многоклеточный организм, но не слишком сильный. Колонии одноклеточных тоже порой включают клетки различных типов, тесно взаимодействующие между собой, и такие сообщества эволюция "изобрела" гораздо раньше, чем собственно многоклеточность. Собственно, многоклеточные и произошли от таких сообществ.

Однако есть ещё одна важная деталь. Чрезвычайно интересно, что найденные экземпляры B. brasieri отличаются друг от друга количеством и расположением продолговатых клеток. У большинства экземпляров последние образуют оболочку толщиной в одну клетку, покрывающую шар из плотно упакованных сферических клеток. Однако у некоторых экземпляров нет такой оболочки, а продолговатые клетки перемешаны со сферическими.

Авторы считают, что перед нами разные стадии жизненного цикла B. brasieri. Они полагают, что "новорождённый" организм состоял только из сферических клеток. Потом включались некие гены, и при делении сферических клеток возникали продолговатые. В дальнейшем последние мигрировали к поверхности шара и образовывали на ней плёнку.

Предполагаемые стадии жизненного цикла B. brasieri. Голубым обозначены сферические клетки, розовым – продолговатые.
Иллюстрация Strother et al./Current Biology (2021).

Если продолговатые клетки действительно получались из сферических, то B. brasieri – многоклеточный организм, размножающийся как целое, а не колония многоклеточных, в которой каждый вид "сожителей" воспроизводится самостоятельно.

Впрочем, различия в строении найденных экземпляров B. brasieri наверняка можно объяснить и иначе. Ведь некоторые современные одноклеточные Holozoa тоже образуют похожие структуры на определённой стадии жизненного цикла.

В общем, пока неясно, можно ли назвать обнаруженное древнейшее животное (или родственника животных?) подлинно многоклеточным существом или же это лишь переходная форма от одноклеточных к многоклеточным. Но, так или иначе, находка очень интересна.

Открытие описано в научной статье, опубликованной в журнале Current Biology.