Изучив две окаменелости тихоходок, запечатанные в янтаре, исследователи предполагают, что их криптобиотические способности возникли в каменноугольный период (359–299 миллионов лет назад), задолго до самого смертоносного животного в истории Земли – пермского «массового вымирания». Эта способность позволила им пережить массовое вымирание и разработать уникальные стратегии выживания, которые сохраняются и у современных таксонов.
Тихоходка – это пухлое восьминогое микроскопическое членистоногое, принадлежащее к семейству земноводных. Они известны своей невероятной способностью выживать в экстремальных условиях: от дна океана до космического вакуума, включая Антарктиду и высокорадиоактивную среду. В первую очередь это связано с их способностью входить в криптобиоз — состояние биологического застоя, позволяющее приостанавливать метаболизм до возвращения более благоприятных условий.
Например, при нехватке воды тихоходки впадают в состояние криптобиоза, известное как «гидробиоз». Они выводят всю воду из организма и полностью останавливают обмен веществ до тех пор, пока не наступит выздоровление. Большинство обезвоженных организмов защищают свои клетки от повреждений, вызванных высыханием, путем накопления редуцирующих сахаров. Однако тихоходки выделяют специальные белки для защиты своих клеток и ДНК. Эти белки изучаются на предмет потенциального применения в биостазе человека.
Считается, что их самые ранние предки появились в кембрийский период около 539 миллионов лет назад, тогда как современные тихоходки (более 1100 различных видов) разошлись между 155 и 66 миллионами лет назад. Однако, несмотря на их повсеместное распространение в биосфере, мы до сих пор не знаем, когда впервые возникла эта конкретная стратегия выживания.
Окаменелости тихоходок встречаются крайне редко, что значительно ограничивает изучение их эволюции. На сегодняшний день зарегистрировано только четыре вида окаменелостей тихоходок, все они сохранились в янтаре. Из-за технических ограничений только два из них были правильно идентифицированы.
Команда из Гарварда использовала передовые технологии визуализации, чтобы наблюдать два ископаемых образца с беспрецедентным разрешением. В новом исследовании они объясняют: «Мы используем новые данные о морфологии и взаимоотношениях этих окаменелостей, чтобы прояснить хронологию происхождения тихоходок, основываясь на новых оценках молекулярных часов, которые включают полную выборку существующего разнообразия тихоходок .
Способность, появившаяся в карбоне, до пермского «великого вымирания»
Команда изучила два экземпляра, заключенных в янтарные гальки, датируемые 72–83 миллионами лет назад, когда динозавры еще существовали. Хотя янтарь десятилетиями хранился в музеях Гарварда, на сегодняшний день он мало изучен из-за его непрозрачности, размера окаменелости и ограничений технологии визуализации.
Чтобы решить эту проблему, команда использовала конфокальную флуоресцентную микроскопию — метод визуализации, обеспечивающий более высокое оптическое разрешение.
Обратите внимание: Мировые банки внедряют технологию Blockchain, чтобы не потерять конкурентноспособность.
Внешняя морфология окаменелости была подробно изучена путем реконструкции составных изображений высокого разрешения.Проанализировав изображения, исследователи смогли идентифицировать ранее неизвестные детали на когтях обоих экземпляров. Когти — важнейшая таксономическая особенность тихоходок. Результаты идентификации показали, что одна из окаменелостей представляла собой новый таксон Aerobius dactylus, а другая — Беорн Легги (впервые описанный в 1963 году). Классификация последних также была пересмотрена, и оба вида были включены в одно надсемейство Hypsibiidae.
Пересматривая линии двух образцов, исследователи смогли вычислить, когда их линии разошлись, что позволило им оценить дату, когда произошел криптогенез. Согласно анализу, эта способность появилась между 430 и 175 миллионами лет назад у первого таксона и между 382 и 175 миллионами лет назад у второго таксона.
Полученные данные позволяют предположить, что криптогенез возник у тихоходок в каменноугольный период, до пермского массового вымирания около 252 миллионов лет назад. Это было самое смертоносное массовое вымирание в истории Земли, уничтожившее 96% морской и 70% наземной жизни соответственно. Эксперты пришли к выводу, что криптобиоз, вероятно, позволил тихоходкам пережить массовое вымирание и дожить до наших дней.
Однако необходимо изучить больше окаменелостей, чтобы действительно подтвердить, что эта удивительная адаптация произошла у тихоходок. «Я надеюсь, что, поделившись этим результатом, мы побудим других осознать, что окаменелости тихоходок существуют и что их еще предстоит обнаружить», — сказал ведущий автор Марк А. Мапало в интервью Scientific American, подытоживая это в статье, опубликованной на сайте Scientific American.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.