Ирина Лагунина: Кого увидел бы на Земле человек, если бы заглянул в глубокое прошлое, на несколько сотен миллионов лет назад? Доктор биологических наук, научный сотрудник университета Сарагосы Андрей Журавлев считает, что тогда можно было найти червей с лапами, перевернутые кораллы на ножках и других диковинных животных. Часть туловища некоторых из них сидела в норе, а другая часть рыла конечностями землю. Ну, почти как на планете Пандора. Но если говорить серьезно, то молекулярные биологи уже смогли восстановить портрет общего предка всех зверей и человека. Об этом с Андреем Журавлевым беседовали Ольга Орлова и Александр Марков.
Ольга Орлова: Андрей, вы рассказывали, что в истории развития животных, в том числе у позвоночных, было около сотни случаев, когда какой-то вид терял лапы. А что же происходит с генами, которые отвечают за развитие конечностей?
Андрей Журавлев: Оказывается, как опять же показала молекулярная биология, вот эти гены, которые отвечают за развитие конечностей, конечности – это не только лапки, глаза, как ни странно, конечности, по крайней мере, у членистоногих.
Александр Марков: Глаза у членистоногих, которые на стебельках и шевелятся?
Андрей Журавлев: Не только. На дрозофилах были классические опыты, когда показали, что вместо глаз могут вырастать ножки. А у некоторых ископаемых организмов, похоже, что вместо ножек росли глаза, потому что очень многократное повторение сетчатых структур, глаза напоминающие. Опять же оказалось, что поскольку развитие конечностей определяется определенным генным комплексом, этот генный комплекс абсолютно одинаковый, что у членистоногих, что у беспозвоночных. То есть мы изначально должны были иметь какого-то предка с ножками и сегментированного предка с ножками, которые потом соответственно в некоторых группах потеряли, когда они перешли к роющему образу жизни. Если мы посмотрим ископаемую летопись, у нас есть организмы, которые вели полуроющую жизнь и поэтому нижняя часть, которая сидела в норке, она как червяк, а верхняя часть, которая торчала из норки, она была, скажем, у членистоногого или бархатного червя с ножками. Ловил ножками что-то. И хобот в придачу, как водится. И через такие формы появились на самом деле черви. То есть сначала у червей были довольно по нашим понятиям продвинутые предки, которые сегментированы, ходили на ногах по поверхности, а потом, перейдя к роющему образу жизни, они избавились от лишних органов. И эти же предки в другую сторону дали самых уже обычных членистоногих, ракообразных, а потом и наземные формы, то есть насекомые.
Александр Марков: То есть можно сказать, что все современные черви в прошлом имели ноги?
Андрей Журавлев: Конечно, именно так. И тогда мы возвращаемся, какой был общий предок вот этих всех организмов. Раньше специалисты рисовали, что вроде бы он должен был ходить. Действительно этот предок, Владимир Владимирович Малахов, в частности, тоже считал, исходя из представлений на современном материале, должен был быть предок с ножками. Тогда если этот предок переворачивается, получается у нас кишечно-полостной коралл или медуза. Ножки, чтобы ловить устроены.
Александр Марков: Щупальца кораллового полипа - это то же самое, что ножки.
Андрей Журавлев: На самом деле если взять некоторых кембрийских животных, те, которые жили 540-530 миллионов лет назад, то это фактически коралл на ножках, потому что ножки простые как щупальца современных кораллов, там ничего нет, наполнены, видимо, были жидкостью и все. За счет переливов жидкости животное двигалось.
Александр Марков: Андрей, вы не могли бы для продвинутых слушателей пару названий этих ископаемых, о которых вы говорите?
Андрей Журавлев: Эта группа называется ксенузии, так одно из ископаемых было названо - ксенузия. Ксенос - это вообще чужой, что-то такое чужое по-гречески. Поскольку действительно организм, когда его нашли 50 лет назад примерно, тоже не могли вписать ни в какую систему. Сейчас уже когда мы имеем много подобных ископаемых форм, понятно, что это передковая форма для червей с одной стороны, и для членистоногих, с другой стороны, и в то же время она очень сильно напоминает перевернутого коралла на ножках.
Ольга Орлова: Что же получается тогда: у древних античных мифологических животных, которые часто совмещали в себе разных животных, у этого была глубоко древняя биологическая основа?
Андрей Журавлев: Греки все же обладали необузданной фантазией. Если посмотреть на египетские рисунки, египтяне рисовали все идеально. Я когда в свое время в Лувре у них выставлена небольшая пирамидка целиком, и я поразился, насколько там рыбы нарисованы, то есть каждый вид можно отличить. Кстати, у древних греков, посмотреть на вазы, великолепно видны рыбы, видно, что это осьминог изображен, что это кальмар. А дальше уже начинаются навороты как приходят греки постгомеровские, и собственно, началось с гомеровских времен, возникают кентавры и прочие химеры. С другой стороны, если беспозвоночных взять и увеличить до размеров, скажем, собаки, лошади, то очень много это напоминает из мифологии. Они этого увидеть просто не могли. Большая часть мелкие организмы или наоборот глубоководные организмы. В те времена туда еще никто не забирался, не было возможности.
Александр Марков: Получается, что общий предок всех животных, кроме губок, всех симметричных животных, а так же кишечно-полостных - это было такое двусторонне-симметричное сегментированное существо с ножками.
Андрей Журавлев: Более того, есть основания считать, что у него была кровеносная система и даже может быть сердце, и была нервная система. Уже сразу все это было.
Александр Марков: Но он же должен был сам от каких-то более простых предков произойти.
Андрей Журавлев: Если мы опять же начнем вглубь есть, то здесь, к сожалению, ископаемая летопись исчерпывается и остаются только уже исключительно логические построения. Единственное логическое построение, которое мы можем провести – это есть такая группа одноклеточных, они амебы, но они амебы очень специфические, амебы социальные. Пока им живется хорошо, они существуют по одиночке, питаются, делятся, а когда им становится плохо, они объединяются вместе за счет передачи химического сигнала и, кстати, это сигнал такой же, какой у нас используется в нервной системе, нашей высшей нервной деятельности, те же самые химические реагенты работают для передачи сигналов. У этих амеб он тоже существует. Тогда они собираются вместе и превращаются в подобие червячка или похожего на слизня, улитку без раковины. Но их поэтому называют слизевики. Ползет животное, может пересекать физико-химические барьеры, которые отдельные амебы никогда не отваживаются пересекать. Когда они вместе, они переползают через какие-то преграды водные, конечно, для их микромира. Надо сказать, что у этого существа уже есть гены, которые отвечают за формирование переднезадней оси, а этот же комплекс генов у нас отвечает и за формирование любых придатков, то есть конечностей. И фактически, что нам нужно, чтобы получить из этого существа существо с ножками – это мультипликацию этого генного аппарата, что неоднократно, видимо, происходило среди животных. Потому что когда, скажем, мы имеем вельветового червя, у него ножки такие же, как тело, если мы имеем членистоногого с суставчатыми конечностями, у него ножки такие же членистые, как тело. И видимо, в тот момент, когда этот аппарат появился, мы получили примитивных слизевиков, организмы на ножках. А если учесть, что слизевиковоподобные организмы существуют почти один миллиард 700 миллионов лет, то за полтора миллиарда лет они вполне могли эволюционировать до нормальных существ на ножках со всем тем, что мы вам описали, то есть сегментированное тело, примитивная неравная система, примитивная кровеносная система, выделительные органы и сквозной кишечник, как положен,о с этого тоже все начинается.
Александр Марков: То есть вы выводите животных из слизевиков, из колониальных простейших. А еще по последним данным группа, которая ближе всех к животным, считается, что грибы.
Андрей Журавлев: Слизевики по-другому опять же считаются грибами. Потому что когда он наползается вдоволь, у него клетки передней части начинают выстраиваться в стебелек, а на стебельке образуется нечто вроде спороносного тела грибового и оттуда выделяются споры, которые прорастают в жгутиковые клетки, и жгутиковые клетки превращаются в амеб, и этот цикл повторяется.
Александр Марков: А половое размножение у них есть?
Андрей Журавлев: Половое размножение у них существует на уровне жгутиковых клеток, амебы уже не размножаются между собой. И по сути это полу-грибы, полу-животные, они существовали до того момента, как грибы и животные разделились на две независимые группы. Потому, видимо, у грибов сохраняется много признаков, которые раньше считались признаками животных, потому что грибы - это не растительные организмы, они по сути дела хищники, они питаются другой органикой, без этого жить не могут. И кроме того, они выделяют мочевину как животные.
Александр Марков: Вы упомянули ископаемые следы слизевиков очень древние. Это тоже ваши находки?
Андрей Журавлев: Нет, это не мои находки, это наш коллега Михаил Александрович Федункин, академик, между прочим, один из наших юных палеонтологов, это его находки. Нашел сначала в Америке эти следы, около 800 миллионов лет назад, а потом в Австралии более древние оказались, следы ползания организмов. Как правило, соотносили со следами более продвинутых животных организмов, но сейчас стало понятно, что, оказывается, следы оставляют не только многоклеточные животные, но и слизевики, оставляют некоторые крупные простейшие. Опять же недавно наш бывший соотечественник установил, очень забавно вышло, я обнаружил фамилию Майкл Муц, пишу этому Майклу Муцу, что ты нашел, не можешь статью прислать? Он мне отвечает по-русски: привет, я тебя помню на семинарах у Малахова. Оказывается, он университет заканчивал, потом уехал работать в Калифорнию или Флориду, морским биологом работает, и нашел следы простейших крупных глубоководных. Есть одноклеточные животные, близкие к амебам, то, что называется голыми амебами, у них диаметр до трех сантиметров. И они, оказывается, ползут по дну и оставляют следы мощные, как бульдозер прошел.
Ольга Орлова: Андрей, расскажите нашим слушателям, кто никогда не был в такого рода экспедициях, палеонтологические экспедиции – это очень редкая вещь, мало кто туда попадает. Как можно обнаружить следы животных микроскопических, которым может быть 800 миллионов лет, как это может быть технически происходит?
Андрей Журавлев: Технически это происходит так: вы сидите недельку на участке диаметром метр и аккуратно слой за слоем, миллиметровыми слоями сколачиваете плиточки и каждую внимательно смотрите. И так примерно метров 15 если сколотить по миллиметру, неделя на это уходит и в конце концов можно что-то найти. Но это ищем не везде, нужно, чтобы поверхность выходила, достаточно открытая была, чтобы все кололось и чтобы предварительно что-то бросалось в глаза, какие-то странности. Когда эти признаки есть, можно сесть, колоть и, в конце концов, что-нибудь найдется. У меня зрение с возрастом такое специфические, когда я без очков сижу, то я вижу не хуже, чем в микроскоп.
Ольга Орлова: Я как раз хотела спросить: как можно невооруженным глазом или вооруженным обычными очками увидеть такие микроскопические следы? Вы же сами говорите, что речь идет о существах таких размеров.
Андрей Журавлев: След диаметром до миллиметра, я вижу такой след.
Ольга Орлова: У вас глаз-алмаз.
Андрей Журавлев: Потом беру лупу и присматриваюсь, потому уже тащу, если что-то высмотрел, тащу под микроскоп в лабораторию. Но поскольку я работаю в основном в Испании, то там это проще, там до лаборатории полтора часа езды на машине.
Ольга Орлова: Андрей, вы рассказывали, что в истории развития животных, в том числе у позвоночных, было около сотни случаев, когда какой-то вид терял лапы. А что же происходит с генами, которые отвечают за развитие конечностей?
Андрей Журавлев: Оказывается, как опять же показала молекулярная биология, вот эти гены, которые отвечают за развитие конечностей, конечности – это не только лапки, глаза, как ни странно, конечности, по крайней мере, у членистоногих.
Александр Марков: Глаза у членистоногих, которые на стебельках и шевелятся?
Андрей Журавлев: Не только. На дрозофилах были классические опыты, когда показали, что вместо глаз могут вырастать ножки. А у некоторых ископаемых организмов, похоже, что вместо ножек росли глаза, потому что очень многократное повторение сетчатых структур, глаза напоминающие. Опять же оказалось, что поскольку развитие конечностей определяется определенным генным комплексом, этот генный комплекс абсолютно одинаковый, что у членистоногих, что у беспозвоночных. То есть мы изначально должны были иметь какого-то предка с ножками и сегментированного предка с ножками, которые потом соответственно в некоторых группах потеряли, когда они перешли к роющему образу жизни. Если мы посмотрим ископаемую летопись, у нас есть организмы, которые вели полуроющую жизнь и поэтому нижняя часть, которая сидела в норке, она как червяк, а верхняя часть, которая торчала из норки, она была, скажем, у членистоногого или бархатного червя с ножками. Ловил ножками что-то. И хобот в придачу, как водится. И через такие формы появились на самом деле черви. То есть сначала у червей были довольно по нашим понятиям продвинутые предки, которые сегментированы, ходили на ногах по поверхности, а потом, перейдя к роющему образу жизни, они избавились от лишних органов. И эти же предки в другую сторону дали самых уже обычных членистоногих, ракообразных, а потом и наземные формы, то есть насекомые.
Александр Марков: То есть можно сказать, что все современные черви в прошлом имели ноги?
Андрей Журавлев: Конечно, именно так. И тогда мы возвращаемся, какой был общий предок вот этих всех организмов. Раньше специалисты рисовали, что вроде бы он должен был ходить. Действительно этот предок, Владимир Владимирович Малахов, в частности, тоже считал, исходя из представлений на современном материале, должен был быть предок с ножками. Тогда если этот предок переворачивается, получается у нас кишечно-полостной коралл или медуза. Ножки, чтобы ловить устроены.
Александр Марков: Щупальца кораллового полипа - это то же самое, что ножки.
Андрей Журавлев: На самом деле если взять некоторых кембрийских животных, те, которые жили 540-530 миллионов лет назад, то это фактически коралл на ножках, потому что ножки простые как щупальца современных кораллов, там ничего нет, наполнены, видимо, были жидкостью и все. За счет переливов жидкости животное двигалось.
Александр Марков: Андрей, вы не могли бы для продвинутых слушателей пару названий этих ископаемых, о которых вы говорите?
Андрей Журавлев: Эта группа называется ксенузии, так одно из ископаемых было названо - ксенузия. Ксенос - это вообще чужой, что-то такое чужое по-гречески. Поскольку действительно организм, когда его нашли 50 лет назад примерно, тоже не могли вписать ни в какую систему. Сейчас уже когда мы имеем много подобных ископаемых форм, понятно, что это передковая форма для червей с одной стороны, и для членистоногих, с другой стороны, и в то же время она очень сильно напоминает перевернутого коралла на ножках.
Ольга Орлова: Что же получается тогда: у древних античных мифологических животных, которые часто совмещали в себе разных животных, у этого была глубоко древняя биологическая основа?
Андрей Журавлев: Греки все же обладали необузданной фантазией. Если посмотреть на египетские рисунки, египтяне рисовали все идеально. Я когда в свое время в Лувре у них выставлена небольшая пирамидка целиком, и я поразился, насколько там рыбы нарисованы, то есть каждый вид можно отличить. Кстати, у древних греков, посмотреть на вазы, великолепно видны рыбы, видно, что это осьминог изображен, что это кальмар. А дальше уже начинаются навороты как приходят греки постгомеровские, и собственно, началось с гомеровских времен, возникают кентавры и прочие химеры. С другой стороны, если беспозвоночных взять и увеличить до размеров, скажем, собаки, лошади, то очень много это напоминает из мифологии. Они этого увидеть просто не могли. Большая часть мелкие организмы или наоборот глубоководные организмы. В те времена туда еще никто не забирался, не было возможности.
Александр Марков: Получается, что общий предок всех животных, кроме губок, всех симметричных животных, а так же кишечно-полостных - это было такое двусторонне-симметричное сегментированное существо с ножками.
Андрей Журавлев: Более того, есть основания считать, что у него была кровеносная система и даже может быть сердце, и была нервная система. Уже сразу все это было.
Александр Марков: Но он же должен был сам от каких-то более простых предков произойти.
Андрей Журавлев: Если мы опять же начнем вглубь есть, то здесь, к сожалению, ископаемая летопись исчерпывается и остаются только уже исключительно логические построения. Единственное логическое построение, которое мы можем провести – это есть такая группа одноклеточных, они амебы, но они амебы очень специфические, амебы социальные. Пока им живется хорошо, они существуют по одиночке, питаются, делятся, а когда им становится плохо, они объединяются вместе за счет передачи химического сигнала и, кстати, это сигнал такой же, какой у нас используется в нервной системе, нашей высшей нервной деятельности, те же самые химические реагенты работают для передачи сигналов. У этих амеб он тоже существует. Тогда они собираются вместе и превращаются в подобие червячка или похожего на слизня, улитку без раковины. Но их поэтому называют слизевики. Ползет животное, может пересекать физико-химические барьеры, которые отдельные амебы никогда не отваживаются пересекать. Когда они вместе, они переползают через какие-то преграды водные, конечно, для их микромира. Надо сказать, что у этого существа уже есть гены, которые отвечают за формирование переднезадней оси, а этот же комплекс генов у нас отвечает и за формирование любых придатков, то есть конечностей. И фактически, что нам нужно, чтобы получить из этого существа существо с ножками – это мультипликацию этого генного аппарата, что неоднократно, видимо, происходило среди животных. Потому что когда, скажем, мы имеем вельветового червя, у него ножки такие же, как тело, если мы имеем членистоногого с суставчатыми конечностями, у него ножки такие же членистые, как тело. И видимо, в тот момент, когда этот аппарат появился, мы получили примитивных слизевиков, организмы на ножках. А если учесть, что слизевиковоподобные организмы существуют почти один миллиард 700 миллионов лет, то за полтора миллиарда лет они вполне могли эволюционировать до нормальных существ на ножках со всем тем, что мы вам описали, то есть сегментированное тело, примитивная неравная система, примитивная кровеносная система, выделительные органы и сквозной кишечник, как положен,о с этого тоже все начинается.
Александр Марков: То есть вы выводите животных из слизевиков, из колониальных простейших. А еще по последним данным группа, которая ближе всех к животным, считается, что грибы.
Андрей Журавлев: Слизевики по-другому опять же считаются грибами. Потому что когда он наползается вдоволь, у него клетки передней части начинают выстраиваться в стебелек, а на стебельке образуется нечто вроде спороносного тела грибового и оттуда выделяются споры, которые прорастают в жгутиковые клетки, и жгутиковые клетки превращаются в амеб, и этот цикл повторяется.
Александр Марков: А половое размножение у них есть?
Андрей Журавлев: Половое размножение у них существует на уровне жгутиковых клеток, амебы уже не размножаются между собой. И по сути это полу-грибы, полу-животные, они существовали до того момента, как грибы и животные разделились на две независимые группы. Потому, видимо, у грибов сохраняется много признаков, которые раньше считались признаками животных, потому что грибы - это не растительные организмы, они по сути дела хищники, они питаются другой органикой, без этого жить не могут. И кроме того, они выделяют мочевину как животные.
Александр Марков: Вы упомянули ископаемые следы слизевиков очень древние. Это тоже ваши находки?
Андрей Журавлев: Нет, это не мои находки, это наш коллега Михаил Александрович Федункин, академик, между прочим, один из наших юных палеонтологов, это его находки. Нашел сначала в Америке эти следы, около 800 миллионов лет назад, а потом в Австралии более древние оказались, следы ползания организмов. Как правило, соотносили со следами более продвинутых животных организмов, но сейчас стало понятно, что, оказывается, следы оставляют не только многоклеточные животные, но и слизевики, оставляют некоторые крупные простейшие. Опять же недавно наш бывший соотечественник установил, очень забавно вышло, я обнаружил фамилию Майкл Муц, пишу этому Майклу Муцу, что ты нашел, не можешь статью прислать? Он мне отвечает по-русски: привет, я тебя помню на семинарах у Малахова. Оказывается, он университет заканчивал, потом уехал работать в Калифорнию или Флориду, морским биологом работает, и нашел следы простейших крупных глубоководных. Есть одноклеточные животные, близкие к амебам, то, что называется голыми амебами, у них диаметр до трех сантиметров. И они, оказывается, ползут по дну и оставляют следы мощные, как бульдозер прошел.
Ольга Орлова: Андрей, расскажите нашим слушателям, кто никогда не был в такого рода экспедициях, палеонтологические экспедиции – это очень редкая вещь, мало кто туда попадает. Как можно обнаружить следы животных микроскопических, которым может быть 800 миллионов лет, как это может быть технически происходит?
Андрей Журавлев: Технически это происходит так: вы сидите недельку на участке диаметром метр и аккуратно слой за слоем, миллиметровыми слоями сколачиваете плиточки и каждую внимательно смотрите. И так примерно метров 15 если сколотить по миллиметру, неделя на это уходит и в конце концов можно что-то найти. Но это ищем не везде, нужно, чтобы поверхность выходила, достаточно открытая была, чтобы все кололось и чтобы предварительно что-то бросалось в глаза, какие-то странности. Когда эти признаки есть, можно сесть, колоть и, в конце концов, что-нибудь найдется. У меня зрение с возрастом такое специфические, когда я без очков сижу, то я вижу не хуже, чем в микроскоп.
Ольга Орлова: Я как раз хотела спросить: как можно невооруженным глазом или вооруженным обычными очками увидеть такие микроскопические следы? Вы же сами говорите, что речь идет о существах таких размеров.
Андрей Журавлев: След диаметром до миллиметра, я вижу такой след.
Ольга Орлова: У вас глаз-алмаз.
Андрей Журавлев: Потом беру лупу и присматриваюсь, потому уже тащу, если что-то высмотрел, тащу под микроскоп в лабораторию. Но поскольку я работаю в основном в Испании, то там это проще, там до лаборатории полтора часа езды на машине.
