Эволюционная загадка морских звезд: как пятилучевая симметрия покорила океан?

Морские звезды — одни из самых узнаваемых обитателей океана. Их причудливая форма, напоминающая падающую с неба звезду, кажется одновременно простой и загадочной. Но за этой кажущейся простотой скрывается одна из самых интригующих тайн эволюции: как существа, произошедшие от двусторонне-симметричных предков, обрели свою уникальную пятилучевую структуру?

Долгое время этот вопрос оставался без ответа, но недавно обнаруженные окаменелости в Марокко пролили свет на эволюционный путь, который привел к появлению современных иглокожих. Новый вид, названный Atlascystis acantha, оказался недостающим звеном между древними двусторонними организмами и их необычными потомками — морскими звездами, морскими ежами и офиурами.

От двусторонней симметрии к пятилучевой

Подавляющее большинство животных на Земле, включая человека, обладают двусторонней симметрией: их тело можно разделить на две зеркальные половины. Однако морские звезды и их родственники нарушают это правило, демонстрируя радиальную симметрию, чаще всего с пятью лучами.

Долгое время ученые предполагали, что предки иглокожих были похожи на современных полухордовых — червеобразных существ, таких как желудевые черви. Подтверждением этой гипотезы служил и тот факт, что личинки морских звезд изначально билатерально симметричны, а затем претерпевают сложный метаморфоз, превращаясь во взрослых особей с пятилучевым строением.

Но как именно происходил этот переход? Ответ на этот вопрос дали окаменелости Atlascystis acantha, жившего около 500 миллионов лет назад, в кембрийский период. Эти существа сохранили двустороннюю симметрию во взрослом состоянии, но уже обладали ключевыми чертами, связывающими их с современными иглокожими.

Эволюционная головоломка: от двух лучей к пяти

Изучив строение Atlascystis, палеонтологи смогли реконструировать путь, по которому шла эволюция лучей у морских звезд. Оказалось, что их развитие было не линейным, а проходило через несколько неожиданных этапов:

1. Два луча — самые ранние предки иглокожих имели две амбулакральные структуры (зачатки будущих конечностей).
2. Редукция до одного — в какой-то момент одна из структур исчезла, оставив единственную ось симметрии.
3. Тройная симметрия — затем произошло удвоение оставшегося луча, что привело к появлению трехлучевых форм.
4. Пятилучевая симметрия — наконец, произошло дальнейшее усложнение, и число лучей увеличилось до пяти.

Этот процесс объясняет, как морские звезды пришли к своей уникальной форме, но остается неясным, почему эволюция остановилась именно на пяти лучах. Ни у одного другого животного на Земле нет такой симметрии, что делает иглокожих исключительным явлением в природе.

Зачем морским звездам пять лучей?

На этот вопрос у науки пока нет точного ответа. Возможно, пятилучевая симметрия давала какие-то преимущества в передвижении или питании. Или же это просто результат случайной генетической мутации, закрепившейся в ходе эволюции.

Как отмечает доктор Имран Рахман, один из авторов исследования: «Это еще один вопрос, который не дает мне спать по ночам. Почему у них пятикратная симметрия? Сегодня нет других животных с такой особенностью, поэтому у нас нет точного ответа».

Разгадка древней тайны

Открытие Atlascystis acantha стало важным шагом в понимании эволюции иглокожих. Теперь мы знаем, что их необычная форма — результат сложного пути, включающего этапы двусторонней, асимметричной и тройной симметрии, прежде чем закрепилась знаменитая пятилучевая структура.

Однако тайна «пятерки» остается неразгаданной. Может быть, будущие находки палеонтологов помогут понять, почему природа выбрала именно это число. А пока морские звезды продолжают удивлять нас своей загадочной красотой, напоминая о том, как много еще неизведанного скрыто в глубинах океана и в пластах древних эпох.