Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

"Элементы": новости науки

Подписаться Бесплатная «Золотая» новостная рассылка Подписчиков 12.995 RSS
←   Октябрь 2006   →
 1
 2
02.10.2006
08:40:24
16:20:40
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
13.10.2006
12:57:40
17:56:36
14
15
16
17
18
18.10.2006
17:43:11
20:08:22
19
20
21
22
23
23.10.2006
15:26:53
15:39:33
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://elementy.ru
Открыта: 09-05-2006

Автор
Редакция сайта "Элементы"

Статистика

12.995 подписчиков
-1 за неделю
←   Все выпуски   →

Древнейшие эмбрионы: чьи же они?


«Хронология далекого прошлого»

Хронология далекого прошлого

18 тысяч лет назад...
330 миллионов лет назад...
Откуда берутся эти цифры? Насколько им можно доверять?

Статья доктора биологических наук Александра Маркова открывает на «Элементах» раздел Методология науки

Древнейшие эмбрионы: чьи же они?

23.10.2006

Загадочный древний эмбрион из формации Душантуо (фото с сайта www.uwm.edu)
Загадочный древний эмбрион из формации Душантуо (фото с сайта www.uwm.edu)

Внушительная команда ученых из шести стран собралась, чтобы понять, каким животным принадлежат древнейшие ископаемые эмбрионы из Душантуо (Китай). В знаменитом местонахождении Душантуо (Doushantuo) найдены яйца и эмбрионы поразительной сохранности, но нет взрослых форм. Обсудив внешние и внутренние детали их строения, специалисты склонны теперь приписывать эти эмбрионы неким примитивным многоклеточным животным — общим предкам губок и кишечнополостных.

Международная группа ученых из 10 научных учреждений нескольких стран собралась для изучения знаменитых ископаемых эмбрионов Душантуо. Формация Душантуо хранит остатки животных и водорослей возрастом от 650 до 550 млн лет. Этот период относится к докембрийскому времени, после которого в палеонтологической летописи появляются записи о всех ныне живущих типах животных. Столь внезапное (конечно, в геологическом масштабе!) появление всех типов разом (так называемый кембрийский взрыв, или кембрийская радиация, произошедший примерно 520–540 млн лет назад) — факт удивительный и пока, к сожалению, совершенно загадочный.

Наиболее вероятное объяснение наблюдаемого в начале кембрия «взрыва», видимо, следует искать в гидрохимических условиях докембрийских морей, препятствовавших и сохранению остатков организмов, и развитию у животных твердого скелета. Отсутствие массовых свидетельств докембрийской жизни тем более болезненно для науки, что это единственное фактическое доказательство ранних этапов эволюции многоклеточных. С этой точки зрения изучение древнейших докембрийских ископаемых имеет огромную ценность.

Так журналы Nature и Paleontology приветствовали исследования эмбрионов Душантуо. Фото с сайта проф. Shuhai Xiao www.geol.vt.edu
Так журналы Nature и Paleontology приветствовали исследования эмбрионов Душантуо. Фото с сайта проф. Shuhai Xiao www.geol.vt.edu

Ископаемые Душантуо знамениты не только свой древностью и феноменальной сохранностью, но еще и тем, что вместо взрослых животных там сохранились только яйца и эмбрионы. С одной стороны, здорово иметь в своем распоряжении эмбрионов, потому что закон повторения филогенеза в онтогенезе пока еще никто не отменил и он худо-бедно выполняется. По эмбриональным остаткам родственные связи различных групп животных восстанавливаются даже лучше, чем по признакам взрослых. Но что же это были за животные, которые оставили в наследство ученым своих эмбрионов? Неизвестно!

На страницах статьи в журнале Science ученые обсуждают, каким животным могли принадлежать найденные эмбрионы. Это шаровидные образования от двух клеток и более, верхний предел около 1000 клеток. Все клетки в эмбрионе одинаковы по форме и размерам. В отличие от водорослевых клеток, клетки эмбрионов не имеют толстой стенки и плотно примыкают друг к другу. Внутренней полости (бластоцеля) нет, эпителиального слоя тоже не найдено. Бластопора (эмбрионального рта) нет даже у эмбрионов из тысячи клеток.

Вот так выглядят изнутри эмбрионы из Душантуо. А — двухклеточный эмбрион. Розовой линией на А1 показана плоскость сканирования томографом, результат сканирования — это А2. Хорошо видны темные гранулы, включения желтка или липидов. Они увеличены для наглядности на А3. Для сравнения такие же липидные включения у двухклеточных эмбрионов морского ежа показаны на В1и В2. С — это эмбриональная клетка с включениями, некоторые из которых не повреждены, другие сплющены (белая стрелка), третьи — с разрушенной оболочкой (черная стрелка. Эмбрионы из четырех клеток — D, E и F — интересны тем, что в них видны включения второго типа: относительно крупные, с характерным показателем поглощения рентгеновских лучей, на Е1 стрелочки показывают симметричные включения в одной из клеток. Фото из статьи в Science
Вот так выглядят изнутри эмбрионы из Душантуо. А — двухклеточный эмбрион. Розовой линией на А1 показана плоскость сканирования томографом, результат сканирования — это А2. Хорошо видны темные гранулы, включения желтка или липидов. Они увеличены для наглядности на А3. Для сравнения такие же липидные включения у двухклеточных эмбрионов морского ежа показаны на В1 и В2. С — это эмбриональная клетка с включениями, некоторые из которых не повреждены, другие сплющены (белая стрелка), третьи — с разрушенной оболочкой (черная стрелка. Эмбрионы из четырех клеток — D, E и F — интересны тем, что в них видны включения второго типа: относительно крупные, с характерным показателем поглощения рентгеновских лучей, на Е1 стрелочки по! казывают симметричные включения в одной из клеток. Фото из статьи в Science

С помощью томографии и рентгеноскопии были обнаружены клеточные включения двух типов. Первый тип гранул, по-видимому, это желтковые и жировые капли. Гранулы другого типа — предположительно клеточные ядра или другие органеллы, которые перед делением клетки дуплицировались (в некоторых клетках эти гранулы двойные и зеркально отраженные).

Нужно учитывать, что морфология эмбрионов могла быть изменена в результате долгого и «неаккуратного» хранения. Часть тканей перед фоссилизацией могла разложиться. Более того, эмбрионы еще при жизни могли попасть в неблагоприятные (токсические, бескислородные и т. д.) условия, где начинается патологическое дробление. В общем, вариантов множество. Однако признано маловероятным, что клеточные включения, отсутствие внешней оболочки и эпителия — это результат посмертного разрушения тканей.

Здесь замечу, что не так давно, еще в этом году, специалисты утверждали, что внешняя оболочка у этих эмбрионов имеется (об этом см. Эксперименты 600-миллионолетней давности, «Элементы», 04.04.2006). Сейчас эта псевдооболочка признана обманкой — похожим на оболочку минеральным образованием. Форма эмбрионов и строение клеток напоминают ранних эмбрионов членистоногих, губок и медуз. Однако у губок довольно рано появляется бластопор, поверхностный слой состоит из мелких клеток, а внутренний из крупных. У кишечнополостных ранние эмбрионы тоже имеют шарообразную структуру, но у них имеется эпителиальный слой.

Авторы статьи приходят к заключению, что эмбрионы Душантуо принадлежат каким-то очень примитивным многоклеточным животным, которые были предками и губок, и кишечнополостных. Поэтому у них имелись некоторые общие черты и тех, и других, но еще не появились специфические черты обоих типов животных. Впрочем, хорошо бы при этом не забывать, как мало нам известно о докембрийских животных вообще и об их зародышах в частности!

Источник: James W. Hagadorn, Shuhai Xiao, Philip C. J. Donoghue, Stefan Bengtson, Neil J. Gostling, Мaria Pawlowska, Elizabeth C. Raff, Rudolf A. Raff, F. Rudolf Turner, Yin Chongyu, Chuanming Zhou, Xunlai Yuan, Matthew B. McFeely, Marco Stampanoni, Kenneth H. Nealson. Cellular and Subcellular Structure of Neoproterozoic Animal Embryos // Science, 2006. V. 314, pp. 291-294.

На сайте участника исследований формации Душантуо профессора Shuhai Xiao можно прочитать много интересного и увидеть картинки окаменелостей.

Из отложений того же возраста, что и формация Душантуо, но в других районах мира, известны отпечатки причудливых мягкотелых многоклеточных животных — так называемая эдиакарская фауна (см. Эдиакарская биота, Вендские жители земли). Предположение о том, что эмбрионы из Душантуо принадлежат животным «эдиакарского типа», напрашивается само собой, однако никаких доказательств этому (кроме совпадения во времени) пока нет.

Елена Наймарк

Эта новость на «Элементах»
 

Предыдущие новости

20.10 В подводном грязевом вулкане обнаружены неизвестные микробы

Большой грязевой вулкан на дне Баренцева моря оказался населен тремя типами микробных сообществ, живущих за счет окисления метана. бактерии В центре вулкана окисляют метан при помощи кислорода, микробные комплексы двух типов на периферии — окисляют метан при помощи сульфатов. Все эти сообщества, однако, не успевают утилизировать даже половину метана, выделяемого вулканом.

19.10 Клетки меланомы выдадут себя особенным звучанием

Исследователи из Миссурийского университета в г. Колумбия разработали принципиально новый метод диагностики злокачественной меланомы. Он основан на выявлении раковых клеток с помощью регистрации издаваемых ими звуков. Это первая в мире методика идентификации опухолевых клеток посредством электронного «прослушивания».

18.10 Сложные РНК-переключатели — новый механизм регуляции генов

Считалось, что регуляция при помощи РНК-переключателей — активных участков молекул РНК, регулирующих работу генов, — проста: переключатель реагирует на определенное вещество и подавляет или активизирует работу гена. Американские исследователи обнаружили более сложное регуляторное устройство, представляющее собой комплекс из двух РНК-переключателей, реагирующих на разные вещества.

18.10 Обнаружен эффект памяти в поведении пузырьков воздуха под водой

Открыто новое явление в гидродинамике: эффект памяти формы при отрыве от поверхности пузырьков воздуха под водой. Гидродинамические течения, движимые сингулярностями, но обладающие памятью, встречаются физикам впервые.

16.10 Прочтен самый маленький геном

Бактерия Carsonella, внутриклеточный симбионт насекомых листоблошек, оказалась обладательницей самого маленького генома среди всех живых организмов, не считая вирусов. Карсонелла сохранила лишь 182 гена, кодирующих белки. Значительная часть этих генов отвечает за синтез аминокислот, необходимых насекомому-хозяину.

13.10 Клопы кормят свое потомство полезными бактериями

Японские биологи изучили необычную симбиотическую систему, состоящую из клопов семейства Plataspidae и бактерий ишикаваелл, живущих в их кишечнике и необходимых для их нормального развития и размножения. И хотя бактерии находятся в полости кишечника, а не внутри клеток, у них обнаружены характерные черты внутриклеточных симбионтов.

13.10 Вертикальные миграции планктона способствуют перемешиванию океана

Давно высказывалось предположение, что планктонные животные могут вносить свой вклад в перемешивание разных слоев океана, обогащая поверхностные воды биогенными элементами. Но только недавно в одной из бухт на юго-западе Канады удалось инструментально зафиксировать резкое повышение турбулентности в период массового подъема к поверхности рачков Euphasia pacifica.

12.10 Тропики — колыбель эволюции и ее музей

Американские ученые-эволюционисты показали, что в тропиках видообразование идет гораздо интенсивнее, чем в умеренной и холодной зонах. Разрыв разнообразия еще больше увеличивается за счет низкой скорости вымирания в тропиках. Со временем некоторые из тропических видов перемещаются в высокие широты, где конкуренция заметно ниже.

12.10 Для чего медузам сложные глаза?

Кубомедузы отличаются активным охотничьим поведением и хорошо развитыми камерными глазами, сходными по строению с глазами позвоночных. Однако выяснилось, что фокусное расстояние превышает расстояние до сетчатки, поэтому глаз не может видеть мелких деталей. Тем не менее, похоже, кубомедузы успешно используют такое зрение для решения конкретных задач.
В избранное