Важнейшие открытия палеонтологов за 2007-й год: возраст многоклеточных животных, происхождение птиц и др.

Сусветная навіна ад 22 студзеня 2008 года

Минувший 2007-й год принес множество значительных открытий в области биологии. В первой передаче из цикла «Биология: итоги года» доктор биологических наук Александр Марков рассказывает о самых интересных и важных результатах, полученных палеонтологами на основе находок древних животных в Китае и Монголии. С ним беседовала Ольга Орлова.

Ольга Орлова: Александр, в России в прошлом году было много дискуссий между сторонниками эволюции и ее противниками. При этом в ходе дискуссии последние демонстрировали свою неосведомленность о тех научных открытиях и событиях, которые подтверждают так или иначе теорию эволюции. Давайте с этого и начнем, что за этот год случилось, какие очередные белые пятна были закрыты?

Александр Марков: Все эти дискуссии происходят за рамками науки. Общий консенсус состоит в том, что на сегодняшний день доказательства реальности эволюции настолько всеобъемлющи, бесконечно многочисленны и настолько они неопровержимы, не подлежат никакому сомнению. Просто сам факт эволюции в рамках науки не рассматривается. Фактически каждая заметное открытие в биологии может рассматриваться при желании, если кому-то интересно так рассматривать, как очередное доказательство эволюции, потому что все они, разумеется, вписываются в эволюционные представления, дополняют их, развивают.

Ольга Орлова: Тогда давайте перейдем непосредственно к научным результатам.

Александр Марков: В прошлом году биология развивалась необычайно бурно. Наверное, можно сказать, что вообще в последние 30-40 лет биология из всех естественных наук быстрее всего развивается и больше всего дает новых интересных открытий. Если мы начали этот разговор с вопроса об эволюции, наверное, начать наш обзор крупнейших открытий года стоит с тех открытий, которые были сделаны в области палеонтологии. Потому что изучение ископаемых организмов наиболее наглядно показывает эволюцию, как от слоя к слою в течение геологических периодов постепенно менялись живые существа, населяющие нашу планету. Сейчас палеонтология развивается очень бурно за счет того, что многие страны очень много средств стали вкладывать в это направление, особенно Китай. В Китае сейчас наблюдается чрезвычайно бурное развитие палеонтологии, государство это поддерживает, там есть средства, там есть люди. Поиск окаменелостей идет в государственном масштабе, в широком. Там нанимают крестьянок и тщательно просеивают породу.

Ольга Орлова: Добывали зубы драконов. Что было найдено в Китае?

Александр Марков: Во-первых, можно рассказать о таких интереснейших находках, как докембрийский, очень древний возраст, примерно около 600 миллионов лет, находки, вокруг которых развернулись большие споры. Это выглядит как маленькие шарики, состоящие из нескольких клеток, очень похожие на ранние эмбрионы многоклеточных животных. Когда яйцеклетка начинает дробиться, скажем, у человека, она делится сначала пополам, потом на четыре клетки, на восемь и так далее. Найдены древнейшие ископаемые остатки, похожие на эмбрионы. И по этому поводу было очень много споров. Дело в том, что из таких отложений многоклеточные животные практически неизвестны. То есть традиционно считалось, что многоклеточные животные появились позже примерно на 50 миллионов лет, а тут такие древние как будто эмбрионы многоклеточные. Были возражения, что может быть это не эмбрионы. Недавно, год назад были обнаружены необычные гигантские бактерии в океане, которые делятся похожим образом. На некоторых стадиях своего развития эти делящиеся бактерии напоминают как раз эти ископаемые китайские эмбрионы древние. В этом году была опубликована статья, как раз где авторы приводили аргументы в пользу того, что эти эмбрионы в действительности являются гигантскими бактериями. Но спустя некоторое время группа палеонтологов из Китая и Соединенных Штатов опубликовала описание новых находок, где эти эмбрионы уже были найдены, заключенными в своей оболочке. Обычно они сохраняются без наружной оболочки, а тут сохранилась оболочка и эта оболочка, строение этой оболочки окончательно доказало, что все-таки да — это многоклеточные организмы. И таким образом время появления настоящих многоклеточных отодвигается уже точно до примерно 580-600 миллионов лет назад.

Потом в Китае также найдено очень много переходных форм между динозаврами и птицами. Насчет происхождения птиц существует несколько теорий и, в частности, у нас в России наш ведущий специалист по ископаемым птицам профессор Евгений Курочкин придерживается точки зрения, что птицы произошли не от динозавров, а от более древних рептилий. И при этом, если стоять на этой точке зрения, тогда археоптерикс известный и другие многие, в том числе китайские ископаемые примитивной птицы, их нужно трактовать как ненастоящих птиц, а как боковую ветвь, которая имеет довольно отдаленное отношение к настоящим птицам. Но эта точка зрения сейчас все меньше и меньше поддержки получает. В частности, из-за того, что в Китае нашли много новых интересных животных, которые сочетают в себе признаки динозавров и птиц. На сегодняшний день более-менее понятно, от какой группы динозавров произошли птицы.

Ольга Орлова: От какой?

Александр Марков: От мелких хищных, быстро бегающих терапот, семейство, к которому относится велоцелаптор, прославленный благодаря фильму «Парк Юрского периода». Как раз семейство велоцераптора, как раз та группа, от которой произошли птицы. И вот одна из находок, как раз сделанных в Монголии, правда, по соседству с Китаем — это как раз на хорошо сохранившихся костях велоцелаптора нашли характерные бугорки, которые доказывают, что у него были перья

Велоціраптары былі пакрытыя пёрамі . Сейчас считается, что перья возникли до того, как развилась способность к полету и сначала выполняли какую-то другую функцию. Возможно для более быстрого бега, придания аэродинамических свойств. Это были очень быстро бегающие стремительные животные. И для лучшей аэродинамики оперились и потом начали постепенно подпрыгивать, перепрыгивать через ямы и в какой-то момент полетели. Потом оказалось, что в этой предковой группе по отношению к птицам, в этой группе динозавров были не только небольшие и средних размеров формы, как раз в этом году в Китае найден гигантский динозавр, которого назвали гигантораптор, который относится тоже к этой группе, от которой произошли птицы. И он действительно похож по строению своего скелета на птиц и возможно тоже был оперен. Весил около полутора тонн этот динозавр. Теперь, если говорить об эволюции птиц, то был найден очень интересный новый метод палеонтологических исследований. Палеонтологи нашли способ оценивать размер генома у ископаемых организмов. Они обнаружили, что, оказывается, существует корреляция между размером клеток костной ткани и размером геномов, довольно строгая корреляция у позвоночных животных. У кого маленький геном, у того маленькие остеоциты, у кого большой — у того большие остеоциты. Размер этих остеоцитов виден в ископаемых костях на срезах.

Ольга Орлова: А костные ткани легче всего исследовать, их больше всего остается.

Александр Марков: Конечно. Ископаемую кость спиливают, полируют и там видны хорошо вот это остеоциты и по их размерам можно судить о размере генома. И благодаря им удалось решить один из спорных вопросов эволюции птиц. Дело в том, что у птиц по сравнению со всеми другими наземными позвоночными очень маленькие геномы. У человека размер генома примерно три миллиарда пар нуклеотидов, у других млекопитающих примерно столько же, у разных амфибий, рептилий бывает пять-шесть миллиардов, а у птиц меньше, обычно меньше двух полтора-два миллиарда, пар оснований. Раньше считалось, что уменьшение генома птиц связано с их способностью к полету. Что такое уменьшенный геном – это значит из него было выкинуто все, что не очень нужно. Ведь геном есть в каждой клетке. Казалось бы, речь идет о каких-то молекулах, на них много веса не сэкономишь, но на самом деле речь идет о каждой клетке. Чтобы содержать большой геном, клетка должна быть большая, она должна содержать много «лишних» белков, много тратить энергии на то, чтобы при каждом делении весь этот геном дуплицировать и так далее. На самом деле выигрыш веса при сокращении генома получается весьма ощутимый. И думали, что птицы, чтобы облегчить тело, в результате естественного отбора уменьшился геном. Но по размеру остеоцитов удалось показать, что на самом деле уменьшение генома произошло до того, как появились птицы, еще у динозавров. В той эволюционной линии динозавров, от которой произошли птицы, произошло уменьшение генома в самом начале ее существования. Это эволюционная линия называется ящеротазовые динозавры. В самом начале эволюции произошло изменение генома.

Ольга Орлова: То есть они уже предвидели, что будут летать?

Александр Марков: Да, то есть это была, что называется, преадоптация. Это было свойство этой группы. Это бегающие двуногие хищные динозавры, им нужно было быстро двигаться, тоже лишний вес ни к чему, хотя некоторые из них были гигантские, как мы знаем, как тираннозавры. И то, что у них был маленький геном, это послужило предпосылкой, которая облегчила приспособление к полету. Пожалуй, одно интересное китайское открытие замечательное подтверждение эволюционных взглядов, просто совершенно классическая переходная форма. Это млекопитающее, которое жило примерно 125 миллионов лет назад и оно интересно тем, что у него очень хорошо сохранились косточки среднего уха. Но люди, знакомые с зоологией, со сравнительной анатомией знают, что строение среднего уха — это один из основных признаков, который отличает млекопитающих от всех остальных позвоночных. У млекопитающих три косточки среднего уха – молоточек, наковальня, стремечко, а у рептилий и амфибий только стремечко. Те кости, которые соответствуют молоточку и наковальне, они были у наших предков присоединены к нижней челюсти. И в индивидуальном развитии млекопитающих эта ситуация повторяется. Косточки среднего уровня у эмбриона закладываются сначала как часть нижней челюсти, потом отделяются, некоторое время соединены остаются с нижней челюстью хрящом, а потом совсем отделяются и уходят в среднее ухо. И вот зоологи еще давно предположили, была выдвинута такая гипотеза, что в эволюции предков млекопитающих должна была быть такая переходная стадия, когда молоточек и наковальня уже отделились от нижней челюсти, но еще соединены хрящом, так называемый меккелев хрящ.

Ольга Орлова: Но обнаружить это не удавалось ни у кого из животных?

Александр Марков: Это была только гипотеза. И вот в этом году как раз в Китае нашли скелет млекопитающего, у которого сохранилась очень хорошо эта часть скелета черепа, как раз оказалось, что у этого млекопитающего все так и было, это типичная переходная форма. У него молоточек и наковальня уже отделились от нижней челюсти у взрослого зверя, но еще соединены меккелевым хлещем с нижней челюстью.

11-01-2008

Крыніца: www. svobodanews. ru

Мадэль шкілета велоціраптора з www. fossilien. de

Іншыя артыкулы па гэтай тэме:

Знойдзены рэшткі псіттаказаўра, на якіх захавалася скура

У Кітаі знойдзены дыназаўр, падобны на страўса

Открытия в области геномики — итоги 2007 года