МОСКВА, 12 декември - РИА Новости.Най-старите многоклетъчни организми, открити в средата на 20 век в Едиакарските хълмове в Австралия, може да не са примитивни морски безгръбначни, а сухоземни лишеи, казва американски палеонтолог в статия, публикувана в списание Nature.

Първите многоклетъчни организми са се появили на Земята през протерозоя - сегмент от геоложката история, обхващащ периода от преди 2500 до 550 милиона години. Към днешна дата учените са открили много малко вкаменелости от този период. Най-известните от тях са отпечатъците на многоклетъчни организми, открити в скалите на Едиакарските хълмове в Австралия през 1947 г.

Грегъри Реталак от Университета на Орегон в Юджийн (САЩ) се усъмни, че тези организми са морски безгръбначни и предложи собствено обяснение на природата им, след като изучи химическия състав на скалите, в които лежат отпечатъците на най-древните живи същества.

Вниманието на Реталак беше привлечено от факта, че скалите, обграждащи останките на едиакарските същества, не бяха подобни по структура и минерален състав на седиментните отлагания, които са се образували на морското дъно. Ученият решава да провери подозренията си, като изследва химическия състав на проби от хълмовете на Едиакар и тяхната микроструктура с помощта на електронен микроскоп.

Химическият състав на почвата, както и формата и размерът на минералните зърна показват, че тази част на Австралия не е била в тропическата зона, а в умерения или дори субарктически климат. Водата край бреговете на бъдещите Едиакарски хълмове трябва да е била замръзнала през зимата, което поставя под съмнение възможността за съществуването на примитивни метазои в нея.

От друга страна, минералният състав на скалите около отпечатъците е много подобен на палеозолите - вкаменени фрагменти от древни почви. По-специално, проби от Едиакарските хълмове и други фрагменти от Paleosols имат същия изотопен състав и на повърхността на пробите има микроскопични вдлъбнатини, подобни на филмови колонии от бактерии или примитивни корени на лишеи или гъби.

Според Реталак почвата и подобни „корени“ не би трябвало да съществуват на дъното на плитки заливи или други части на първичния океан. Това му позволява да приеме, че намерените отпечатъци всъщност не са морски многоклетъчни организми, а вкаменени останки от лишеи, живеещи на повърхността на сушата. Някои от "многоклетъчните животни", според изследователя, всъщност са следи от ледени кристали, замръзнали в древната почва.

Това заключение вече срещна критики от научната общност. По-специално, палеонтологът Shuhai Xiao от Virginia Tech University (САЩ) отбеляза в коментарите към статия в списание Nature, че микроскопичните вдлъбнатини на повърхността на едиакарските скали могат да бъдат оставени само от движещи се организми, а не от неподвижни лишеи. Според него подобни останки от многоклетъчни организми са открити и в други отлагания от късния протерозой, чийто "морски" произход е извън съмнение.

На Земята само най-простите същества се състоят от една клетка. Всички сложно организирани растения, животни и гъби са изградени от няколко клетки, а повечето многоклетъчни организми наистина имат много клетки.
Преходът към дишане с кислород наложи всичкият кислород да достигне до всички клетки. Но в началото имаше доста малко кислород, така че не беше достатъчно, за да проникне дълбоко в клетъчните слоеве. И едва когато дейността на фотосинтезиращите едноклетъчни организми доведе до факта, че земната атмосфера беше наситена с кислород, се появиха многоклетъчни организми.
За да разберете каква е била концентрацията на кислород в миналото, позволяват геоложките проучвания. Някои минерали не могат да съществуват в богата на кислород атмосфера и ако могат да бъдат намерени в който и да е слой от земната кора, това би означавало, че в онези дни е имало доста кислород. Въпреки че животът е възникнал много отдавна, първите многоклетъчни същества са се появили преди малко повече от един милиард години. Те бяха растения.
Многоклетъчните животни се появяват дори по-късно - преди 600 милиона години. Колкото и да е странно, те бяха големи същества, напомнящи на

Пейзаж на палеозоя

морски медузи. В онези дни на цялата планета нямаше нито един хищник.
Очевидно първите многоклетъчни същества не са станали предци на съвременните многоклетъчни организми, очевидно многоклетъчните същества са възниквали повече от веднъж. Първите същества с твърд скелет са се появили преди около 540 милиона години. Знаем много повече за тези организми, външният им вид ни е известен много по-добре от външния вид на най-древните организми, защото според скелета -
няма значение дали е черупка, черупка или кост - можете да си представите създанието, от което е било част.
Тъй като до появата на скелета нямаше ясни отпечатъци, всичко, което се случи преди това, беше наречено ерата на скрития живот или криптозоя, а всичко, което се случи след това, беше наречено палеозой. Скелетът се превърна в истинска революция. Това е опора, което означава движение, висок растеж, защита, способност да се противопоставя на гравитацията на сушата и да завладява нови пространства.
Трябва да се помни, че земята по това време беше безжизнена и целият живот съществуваше само в океана. Какво е причинило появата на скелета в древните организми? Вероятно увеличаването на количеството кислород направи възможно воденето на по-активен живот. Активността доведе до бързо натрупване на твърди отпадъци в тялото и развитие на скелета.
Някои организми образуват колонии с такива размери, че променят облика на древните резервоари. Това са варовити водорасли и гъби.
Може би първите същества, които започнаха да унищожават други, бяха главоногите, които включват съвременните октоподи, сепия и калмари.
Въпреки факта, че гръбначните също са се появили доста отдавна, те не са заемали най-почетните места в древното подреждане на силите. Безчелюстни бронирани - преди
ki риба, вече изглеждаше като рибата, която ядем или отглеждаме в аквариуми. Черупката покриваше както безчелюстната, така и първата истинска риба. Но рибата придоби познатия ни вид едва милиони години по-късно.

Още по темата КАК СЕ ПОЯВИХА МНОГОКЛЕТЪЧНИТЕ ОРГАНИЗМИ?:

  1. КАК Е ВЪЗНИКНАЛА БИЗНЕС ИДЕЯТА И СЪУЧНОВАТЕЛИТЕ СЕ СРЕЩНАЛИ
  2. 6. Късен докамбрий: поява на многоклетъчност. Хипотеза за контрол на кислорода. Едиакарски експеримент.

Голяма международна група палеонтолози са открили вкаменелости с размери на сантиметър, наподобяващи плоски червеи в находища на Габон на възраст 2,1 милиарда години. С голяма вероятност тези организми са били многоклетъчни еукариоти. Досега най-старото доказателство за съществуването на многоклетъчен живот се смяташе за спиралните въглеродни ленти. грипанияна възраст до 1,9 милиарда години, третирани като водорасли.

По времето на Дарвин най-старите известни вкаменелости са били морски обитатели от камбрийския период, за който сега знаем, че е започнал преди 542 милиона години. Докамбрийските последователности се смятаха за „мъртви“ и Дарвин видя в този факт сериозен аргумент срещу своята теория. Той предположи, че камбрийският период трябва да е бил предшестван от дълга епоха на постепенно развитие на живота, въпреки че не може да обясни защо следи от този живот все още не са открити. Може би просто лошо търсене?

Развитието на палеонтологията през 20-ти век блестящо потвърди предположенията на Дарвин. В докамбрийските седиментни слоеве са открити много недвусмислени признаци за съществуването на живи организми. По-голямата част от докамбрийските находки са фосилизирани останки от микроби и различни следи от тяхната жизнена дейност.

Най-ранното доказателство за живот се счита за лек въглероден изотопен състав от графитни включвания в апатитни кристали, открити в Гренландия в седименти на възраст 3,8 милиарда години. Най-старите вкаменелости, много подобни на бактериите, и първите строматолити - слоести минерални образувания в резултат на жизнената активност на микробните общности - са на възраст 3,55–3,4 милиарда години. Следите от микробен живот стават по-многобройни и разнообразни с намаляването на възрастта на скалите (M.A. Fedonkin, 2006. Две хроники на живота: опит за сравнение (палеобиология и геномика на ранните етапи на еволюцията на биосферата)).

Въпросът за времето на появата на първите еукариоти и първите многоклетъчни организми остава спорен. Повечето съвременни видове животни започват да се развиват бързо едва в началото на камбрия, но още по-рано - през вендския, или едиакарския период (преди 635–542 милиона години), в моретата се появяват различни и многобройни мекотели създания, в т.ч. доста големи, които повечето експерти тълкуват като многоклетъчни животни (Y. E. Malakhovskaya, A. Yu. Ivantsov. Вендски обитатели на земята; Тайната на ембрионите Doushantuo е разкрита, "Elements", 04/12/2007). Още по-рано, в криогенния период (преди 850-635 милиона години), са открити химически следи от присъствието на примитивни метазои - гъби.

Пред-едиакарските находки на макроскопични вкаменелости са много редки и предизвикват разгорещен дебат (някои от тези находки са описани в бележката Животните са се появили преди повече от 635 милиона години, „Елементи“, 02/09/2009; селекция от връзки по темата е също даден там). По правило колкото по-стари са подобни находки, толкова по-съмнителни са те. Досега най-древното изкопаемо същество, което може повече или по-малко уверено да се тълкува като многоклетъчно, се смяташе за флуния ( грипания). Този организъм се запазва под формата на спирални въглеродни ивици, наподобяващи някакъв вид водорасли; възрастта на находките е до 1,9 милиарда години (М. А. Федонкин. Геохимичният глад и образуването на царства; Размерът на живите същества се увеличава скокообразно, "Елементи", 31.12.2008 г.). Някои автори обаче смятат, че грипът може да бъде много голяма и сложна колония от цианобактерии.

В последния брой на сп ПриродатаГоляма група палеонтолози от Франция, Швеция, Дания, Белгия, Канада и Германия съобщиха за уникална нова находка, направена в ранните протерозойски морски находища в югоизточен Габон. Възрастта на седиментната последователност, в която са обвити вкаменелостите, е определена с голяма точност чрез няколко независими радиометрични метода. Той е 2100 ± 30 Ma, тоест с 200 Ma по-стар от най-древния грип.

Авторите са извадили от скалата повече от 250 проби с вкаменени останки от странни същества с удължена или почти заоблена форма. Дължината им варира от 7 до 120 мм, ширината - от 5 до 70 мм, дебелината - от 1 до 10 мм. Плътността на организмите достига 40 броя на квадратен метър, като екземпляри с различни размери и ориентация се срещат заедно.

С помощта на компютърна рентгенова томография авторите са получили красиви триизмерни изображения на древни организми. На тях ясно се вижда сплескана вълнообразна „граница“ с радиално нагъване. Сгънатата област обикновено се простира до външния ръб на тялото, но при някои екземпляри гънките се виждат само от вътрешната страна на границата, а при някои изобщо липсват.

Много големи екземпляри имат два вида пиритни включвания в средната част на тялото: плоски „листове“ и заоблени гранули. Анализът на изотопния състав на сярата на тези пиритни образувания показа, че "листовете" са се образували малко след смъртта на организмите в резултат на дейността на сулфат-редуциращи бактерии и концентрацията на сулфат в околната вода трябва да е била доста висока . Закръглените гранули са се образували на по-късни етапи от диагенезата и следователно не носят информация за формата и структурата на изкопаемите същества. Разликите в концентрацията на стабилния въглероден изотоп 13 C в останките от организми и в заобикалящата скала допълнително потвърждават, че тези вкаменелости не са някакъв вид неорганични образувания. Скалата съдържа стерани - органични молекули, получени от еукариотни мембранни стероли. Това е сигурен знак за наличието на еукариотен живот.

Според авторите намерените останки принадлежат на колониални организми, най-вероятно колониални еукариоти. Бактериалните колонии може да имат подобна форма и назъбени ръбове, но находките в Габон са по-сложни от известните бактериални колонии. Според авторите структурата на тези организми показва, че те са се развили благодарение на координираното делене на клетките, които обменят сигнали помежду си, както се случва по време на развитието на многоклетъчните еукариоти. В допълнение, наличието на стерани недвусмислено показва еукариотната природа на древните същества.

Химическият анализ на скалата показа, че тези морски седименти са се образували в присъствието на значителни количества свободен кислород. Следователно е възможно габонските организми да са били аеробни (дишали кислород), както трябва да бъдат нормалните еукариоти. Според съвременните данни първото значително увеличение на концентрацията на кислород в хидросферата и атмосферата (велико събитие на оксигенация) е настъпило преди 2,45–2,32 милиарда години, тоест приблизително 200 милиона години преди живота на габонските организми.

Авторите се въздържаха от опити да определят по-точно родството на новооткритите същества. Известно е, че различни групи еукариоти са преминавали независимо към многоклетъчност десетки пъти и съществата, открити в Габон, може да представляват един от най-ранните опити от този вид.

Произходът на многоклетъчните организми все още не е напълно изяснен. Дори през миналия век учените обсъждаха произхода на многоклетъчните организми, излагайки различни, понякога дори фантастични хипотези. Досега само няколко от тях са запазили своето значение, предимно тези, за които се признава, че предците на многоклетъчните организми са били прости. Най-известните хипотези за произхода на многоклетъчните организми са:

  • Гастрална хипотеза (Е. Хекел).
  • Хипотеза за плакулата (А. Бюхли).
  • Билатогастерийна хипотеза (Т. Егерстен).
  • Хипотеза за фагоцитите (И. И. Мечников).

Гастрална хипотеза

И така, през 70-те години на миналия век известният немски биолог Е. Хекел разработи система от възгледи за произхода на многоклетъчните от колониалните флагелати - хипотезата за гастра.

Според тази хипотеза предците на метазоите са били колонии от флагелати, подобни на съвременните. Хекел разчита на ембриологични данни и предоставя на основния етап от ембрионалното развитие на организма филогенетично значение. Както в онтогенезата от едно оплодено яйце се образува многоклетъчен организъм, който в резултат на раздробяване преминава в многоклетъчни стадии - морула, след това бластула и гаструла, така и в историческото развитие - първо възникват едноклетъчни амебоподобни организми - цитеи, след това колонии от такива организми се развиха от няколко индивида - морето, което впоследствие се превърна в сферични еднослойни колонии - бластей, които имаха флагели на повърхността и плаваха във водния стълб.

И накрая, изпъкването на стената на бластеята навътре (инвагинация) доведе до появата на двуслоен организъм - гастрия. Външният слой на неговите клетки имаше камшичета и също така изпълняваше локомоторна функция. вътрешният облицова първичното черво и изпълнява функцията на храносмилането. И така, според хипотезата на Хекел, първичната уста (бластопор) и затвореното първично черво са възникнали едновременно. Тъй като по време на създаването на тази хипотеза, инвагинацията, характерна за по-високо организирани животни (ланцет, асцидии), се счита за единственият начин за гаструлация, Хекел твърди, че във филогенезата на образуването на многоклетъчен гастрит се е случило по този начин. От двуслоен плаващ организъм - gastrea, който се установява върху субстрата на аборалния полюс, започва развитието на чревни кухини, което според Хекел е най-примитивният многоклетъчен организм, от който са възникнали всички останали многоклетъчни организми.

Едно време хипотезата за гастрията беше доста разумна. Хекел го изложи още преди откриването на вътреклетъчното храносмилане от И. И. Мечников. Тогава се смяташе, че храната се усвоява само в чревната кухина, следователно първичната ендодерма е представена като епител на първичното черво.

Забележка 1

Хипотезата за гастрията изигра голяма роля в развитието на еволюционната зоология. В него за първи път се обосновава единството на произхода на всички многоклетъчни животни.

Хипотезата беше подкрепена от редица зоолози и с известни допълнения се приема от много съвременни учени, в частност в Западна Европа, изложена е и в много чуждестранни учебници по зоология.

Плакула хипотеза

Една от модификациите на хипотезата на gastraean е хипотезата за плакулата, предложена от английския учен О. Бухли (1884), който вярва, че многоклетъчните организми произхождат от двуслойна плоска колония от протозои (плакула). Плакулният слой, обърнат към субстрата, изпълняваше функцията на хранене, абсорбирайки хранителни частици от дъното. Извита с едната страна нагоре, двуслойната плакула се превърна в организъм, подобен на стомаха.

Хипотеза за билатерогастерия

Доста популярна сред съвременните учени е друга модификация на хипотезата за гастреята, представена от шведския учен Т. Егерстен през 1955-1972 г., известна като хипотезата за билатерогастреята. Според тази хипотеза далечният предшественик на многоклетъчните животни е бил сферична колония от растителни флагелати, подобни на Volvox, които са плавали в повърхностните слоеве на водата и са можели да се хранят автотрофно и хетеротрофно - поради фагоцитоза на малки органични частици. Колонията, подобно на съвременния Волвокс, имаше предно-задна полярност. Според Егерстен такава бластея преминава към ептозния тип живот, установявайки се на дъното странично, което става плоско.

По този начин възниква бентосно двустранно симетрично (през чието тяло може да се начертае една равнина на симетрия, разделяща го на две огледални половини) подобно на бластула животно, билатеробластеята. Тъй като осветлението на дъното не е достатъчно за фотосинтеза, билатеробластията се храни предимно хетеротрофно, фагоцитизирайки хранителни частици от дъното на клетките на вентралния епител. По време на прехода към хранене с голяма плячка, тези животни прибират вентралния слой, образувайки временна кухина, в която плячката пада и където се усвоява. Постепенно тази временна кухина се превърна в постоянна чревна кухина.

От bilaterogastrea възникват сечи, които според Egersten имат чревна кухина. По-късно, по време на еволюцията на двустранния гастрит, в стените на червата се появяват три двойки странични издатини. Всички други видове животни идват от такъв сложен двустранен гастрит:

  1. coelenterates (първични коралови полипи) с три двойки прегради в стомашната кухина,
  2. целомични животни с три чифта целоми.

Паренхимни и първично изпразнени животни, според тази хипотеза, са загубили цялото си тяло за втори път.

Хипотезата на Мечников

Сега хипотезата на руския учен И. И. Мечников, разработена през 1877-1886 г., може да се счита за най-разумната и алтернативна хипотеза на гастрия. Изучавайки ембрионалното развитие на по-ниските многоклетъчни организми - гъби и кишечнополостни, Мечников установява, че по време на образуването на двуслойния стадий те не инвагинират, а главно имигрират - пълзене на отделни клетки от стената на бластулата в нейната кухина. Мечников смята този примитивен процес на образуване на гаструла за първичен, а инвагинацията - следствие от намаляването и опростяването на развитието, настъпило в процеса на еволюцията.

Забележка 2

Предците на многоклетъчните организми, според хипотезата на Мечников, са били сферични колонии от хетеротрофни флагелати, които плуват във вода и се хранят с фагоцитни малки частици.

Прототипът на такава колония биха могли да бъдат пелагични сферични колонии от камшичести камшичести (Sphaeroeca volvox). Отделни клетки, уловили хранителния лобул, загубиха флагела си, превръщайки се в амебоидни клетки и потънаха дълбоко в колонията, пълна с безструктурно желе. След това можеха да се върнат на повърхността.

Това явление се наблюдава при съвременните гъби, чиито флагеларни клетки, хоаноцити, могат, когато се напълнят с храна, да се превърнат в амебоидни клетки и да мигрират към паренхима, където се извършва храносмилането, и след това да се върнат на мястото си. С течение на времето клетките се диференцират в такива, които осигуряват предимно колонии, и такива, които хранят и хранят други. Колонията вече не приличаше на куха топка - вътре имаше натрупване на фагоцити.

От съвременните животни най-близки до организмите от този тип са флагелите на яка (Choanofiagellida) Proterospongia haeckeli, които образуват колония, чийто външен слой съдържа флагели на яка, а вътрешният слой съдържа амебоидни клетки. Постепенно временната диференциация на клетките става постоянна и колонията от едноклетъчни се превръща в многоклетъчен организъм, който трябва да има два слоя клетки:

  1. външен (Базален) - кинобласт
  2. вътрешен (амебоиден) - фагоцитобласт.

Храненето на такъв организъм се дължи на улавянето на органични частици от водния стълб от флагеларните клетки на кинобласта и прехвърлянето им към амебоидните клетки на фагоцитобласта. Мечников нарича този хипотетичен многоклетъчен организъм фагоцитела, като иска да подчертае ролята на -фагоцитозата в неговото възникване.

Земята достигна 1% от тока. Това беше достатъчно за жизнената активност на някои микроорганизми, но за многоклетъчните растения и особено животните, значително по-висока концентрациякислород (т.е. неговото количество във всеки кубичен метър въздух).

Във всеки случай в тогавашните екосистеми не е имало хищници. Светът на най-древните многоклетъчни организми остава изключително загадъчен, а палеонтолозите, които ги изучават, всъщност са в положението на астронавти, срещнали фауната на чужда планета.

Очевидно първите многоклетъчни животни никога не са оставяли преки потомци. И скелетните организми, които са дошли да ги заменят, които са ни познати, са възникнали на съвсем различна основа и са широко разселени по цялата планета.

На тази страница материал по темите:

  • Предците на първите многоклетъчни организми са били

  • Протерозой накратко

  • Доклад 5 клас по биология протерозойска ера

  • Араморфози от протерозойската ера

  • Откъде идват многоклетъчните организми

Въпроси към тази статия:

  • Какъв е произходът на многоклетъчните растения и животни?

  • Защо многоклетъчните организми се нуждаят от повече кислород, отколкото едноклетъчните?

  • Защо животните се нуждаят от повече кислород за метаболизма си, отколкото растенията?

  • Дали общата маса на всички живи организми на Земята е намаляла или се е увеличила в резултат на „кислородната революция“?

  • Дали появата на организми от много клетки е довела до изчезването на едноклетъчните организми? Защо?

  • Каква е приликата на някои древни многоклетъчни организми със съвременните лишеи?

  • Възможно ли е сега да срещнем първите многоклетъчни животни на нашата планета?