Художественная реконструкция двух видов тихоходок, найденных в куске янтаря размером с гальку в Канаде.
Тихоходки известны как одни из самых выносливых животных, которые когда-либо существовали, способные выживать при экстремальных температурах, давлении, радиации и голоде — они даже могут выдерживать воздействие открытого космоса. Новое исследование окаменелостей ранних тихоходок проливает свет на их эволюцию, в том числе на то, когда и почему восьминогие микроскопические животные стали такими неуязвимыми.
На сегодняшний день найдено всего четыре известных окаменелости тихоходок, и все они сохранились в янтаре или древней древесной смоле. Одна из этих окаменелостей, кусок янтаря размером с гальку, обнаруженный в Канаде в 1940-х годах, содержит двух тихоходок мелового периода, живших между 72 и 83 миллионами лет назад. В 1963 году ученые идентифицировали одну из них как вид под названием Beorn leggiпервая ископаемая тихоходка, когда-либо обнаруженная. Другая оставалась загадкой на протяжении десятилетий.
«Многие исследователи тихоходок размышляли над этими окаменелостями за последние 60 лет, но существовало жесткое ограничение на то, сколько информации можно было извлечь, поскольку тихоходки были очень маленькими и немного скрытыми янтарем», — рассказал Райли Блэку биолог из Технологического института Нью-Джерси Фил Барден, который не принимал участия в исследовании. Национальное географическое.
Теперь исследователи использовали передовые технологии для повторного изучения образцов. В исследовании, опубликованном в Биология коммуникаций Ранее в этом месяце ученые получили изображения сохранившихся тихоходок в высоком разрешении с помощью метода, называемого конфокальной флуоресцентной микроскопией.
Результаты выявили ранее неизвестную информацию о когтях обоих образцов, «которые являются очень важными таксономическими характеристиками тихоходок», — рассказал ведущий автор Марк Мапало, «тихоходолог» из Гарвардского университета. Научный американецМинди Вайсбергер. Для масштаба, когти животных составляют примерно одну десятую ширины человеческого волоса.
Поскольку анатомия тихоходок в целом оставалась неизменной на протяжении миллионов лет, новые изображения когтей содержали ценную информацию для размещения образцов на генеалогическом древе тихоходок, как утверждает Жасмин Нироди, биолог из Чикагского университета, не принимавшая участия в исследовании. Научный американец.
Команда Мапало определила, что второй экземпляр представляет собой новый вид, и дала ему название Аэробиус дактилюс. Их работа также показала, что Б. легги и А. дактилюс—оба вымерли сегодня — принадлежат к одной из двух основных линий тихоходок. Эти знания — наряду со сравнениями с двумя другими ископаемыми из Нью-Джерси и ныне живущими тихоходками — позволили ученым вычислить, когда две линии тихоходок разошлись. Это также дало подсказки о том, когда животные приобрели, возможно, самый мощный механизм выживания: криптобиоз.
Микроскопические изображения Beorn leggi Образец тихоходки и рисунок животного с подписанными парами ног.
Криптобиоз — секрет невероятной стойкости тихоходок. В ситуациях выживания эти выносливые существа выталкивают воду из своих тел и почти полностью останавливают свой метаболизм. Тихоходки даже вырабатывают особый белок, который сохраняет их ДНК, пока они годами впадают в спячку, бросая вызов их естественной продолжительности жизни всего в несколько месяцев. В этом так называемом «тунном» состоянии они находятся в состоянии покоя, стремясь пережить неблагоприятные условия своей среды.
Однако тихоходки не всегда обладали этой способностью. На основании своих исследований авторы предполагают, что по крайней мере две отдельные линии тихоходок независимо друг от друга развили криптобиоз: одна — между 175 и 430 миллионами лет назад, а другая — между 175 и 382 миллионами лет назад.
Хотя эти временные промежутки широкие, они примечательны тем, что включают ряд событий массового вымирания, включая пермское вымирание, когда Земля потеряла 96 процентов морской жизни и 70 процентов наземной жизни. Исследователи предполагают, что криптобиоз «может быть одним из факторов, которые помогли (тихоходкам) избежать вымирания», выдержав резкие изменения климата, падение уровня кислорода и другие чрезвычайные условия окружающей среды, характерные для тех периодов, согласно статье.
«Знание того, когда криптобиоз развился у тихоходок, может помочь нам понять, как и почему они приобрели этот механизм», — говорит Мапало. Национальное географическоеОн добавляет, что криптобиоз, возможно, помог тихоходкам выдерживать изменения солености, когда они переселялись из морских мест обитания в пресноводные.
Более обширная коллекция ископаемых тихоходок предоставит Мапало и другим ученым дополнительные данные, необходимые для дальнейшего изучения гипотезы о том, что криптобиоз развился, чтобы помочь тихоходкам избежать вымирания.
«Надеюсь, поделившись этим результатом, мы побудим других людей узнать, что ископаемые тихоходки существуют и что их еще предстоит найти», — говорит Мапало. Научный американец.
