Время первых

Биологи продолжат спорить, на кого были похожи первые животные на Земле, на губок или на гребневиков.

Миллионы лет назад некоторые морские одноклеточные, узнав преимущества многоклеточной жизни, стали жить вместе и, в конце концов, превратились в древнейшего предка всех животных на Земле. От предка начали ответвляться различные новые группы организмов, сначала попроще, затем посложнее.

Очевидно, что самые древние из современных животных будут более прочих похожи на тех, кто был первым. Понятно, что это не сухопутные классы, вроде птиц или рептилий. Рыбы и моллюски тоже не похожи на общих предков. В итоге, идя вниз по родословной животных, можно дойти до губок. И действительно – никого проще которых просто нет: достаточно сказать, что, хотя губки и состоят их разнотипных клеток, они у них не складываются в единые ткани, то есть клеточные массивы, объединенные происхождением и функцией. Глядя на губок, сидящих на морском дне и питающихся отфильтрованной из окружающей воды органикой, легко поверить, что они – действительно древнейшие животные.

Так долгое время и считали, пока не настала эпоха геномного анализа. Биологи начали прочитывать ДНК у самых разных видов – сравнивая гены у разных групп животных, можно судить о том, какими родственниками они приходятся друг другу. Часто сравнение геномов подтверждало прежние выводы, опирающиеся на строение животных; также очень часто гены помогали прояснить некоторые туманные вопросы происхождения и эволюции, которые очень трудно было решить традиционными методами. Но иногда анализ ДНК давал совершенно неожиданный результат, который противоречил всему, в чем были уверены до сих пор.

Именно так случилось с самыми первыми животными: в 2008 году вдруг оказалось, что это не губки, а гребневики. Однако гребневики определенно не выглядят такими уж простыми – это активно плавающие хищники, которые на неискушенный взгляд похожи на медуз, у них есть нервная система в виде децентрализованной сети нервных клеток, у них есть органы пищеварения и т. д. Все последующие годы специалисты вели дискуссию о губках и гребневиках. Не так давно в Current Biology была опубликована статья, которая как будто ставила в споре точку: авторы работы писали о том, что гребневики «стали предками» в результате методической ошибки, которая часто возникает в геномно-эволюционных исследованиях, и что приоритет все равно нужно отдать губкам.

Но не прошло и месяца, как в Nature Ecology & Evolution появилась другая статья – в ней исследователи из Университета Вандербильта позицию древнейших животных отдают снова гребневикам. Статья, впрочем, посвящена не столько «губко-гребневиковой» дискуссии, сколько общей проблеме трудных случаев в определении родства между разными группами живых организмов.

Есть целый ряд ситуаций, когда ветвление древа жизни вызывает споры – и, проанализировав семнадцать таких случаев из мира животных, растений и грибов, авторы работы пришли к выводу, что камнем преткновения здесь всегда оказываются либо всего один ген, либо всего несколько «букв»-нуклеотидов в ДНК, отличающихся у разных видов. То есть ничтожнейшая часть из огромного массива генетических данных может изменить наши представления о том, в каких эволюционных отношениях одна группа живых существ находится по отношению к другой.

Иными словами, геномные методы сравнения делают некоторые гены слишком влиятельными, и если такой ген выкинуть из рассмотрения, то результат окажется совершенно противоположным – именно это и происходило с губками и гребневиками. Антонис Рокас (Antonis Rokas) и его коллеги попытались использовать такой анализ, который был бы избавлен от порока «слишком влиятельных генов».

В обычных, не спорных, эволюционных разветвлениях результаты оказались такими же, что были и раньше, никаких сюрпризов не было. А вот в случае с «первоживотными» гребневики оказались более древними (или, говоря более научным языком, они представляют собой сестринский таксон по отношению ко всем прочим животным – то есть они возникли до того, как древние животные дали губок, медуз, червей и многих, многих других).

Авторы работы надеются, что теперь получится распутать и другие узлы на древе жизни, насчет которых до сих пор ведутся споры, кто там кому и каким родственником приходится. Хотя здесь стоит дождаться и мнения других специалистов, занимающихся эволюционной геномикой вообще и губками в частности.