СВИДАНИЕ 31. ГУБКА

СВИДАНИЕ 31. ГУБКА

Ветвь губок. Со времен Линнея, животные («многоклеточные») были классифицированы как одно из царств жизни. Приблизительно 10 000 описанных видов губок обычно считаются очень рано отклонившейся ветвью, положение, подтвержденное молекулярными данными (однако трихоплакс, возможно, отклонился еще раньше). Меньшинство молекулярных таксономистов считают, что существует две линии губок, одна более близко связана с остальными многоклеточными, чем другая – подразумевается, что самые ранние многоклеточные действительно напоминали губок и были бы классифицированы как губки – но это чрезвычайно спорно.

Желтая трубчатая губка (Aplysina fistutaris).[Иллюстрация добавлена переводчиком]

Некоторые авторы при этом исключают трихоплакса, небольшое животное, которое мы встретили на Свидании 30. 

[Графика удалена]

КОПРЕДОК 31. Предполагается, что был полым шаром, состоящим из обращенных наружу хоаноцитовых клеток [248] (подобно зародышу губки). Реснички используются для передвижения и чтобы загонять частицы пищи в хоаноцитовый «воротник». Следует также отметить специализацию клеток: половое размножение с помощью яйцеклеток и свободно плавающих сперматозоидов.

Губки – последние странники из действительно многоклеточных животных, которые присоединятся к нам, членам многоклеточных. Губки не всегда удостаивались имени многоклеточных, но были списаны как «паразоа» – название как бы второразрядного гражданина животного мира. В настоящее время различия того же класса поощряют помещение губок к многоклеточным, но выдумано слово эуметазои (настоящие многоклеточные) для всех остальных, кроме губок.

Люди иногда удивляются, узнав, что губки – животные, а не растения: они неподвижны, как растения. Что ж, они не двигают всем своим телом. Ни у растений, ни у губок нет мышц. Есть движение на клеточном уровне, но оно справедливо также и для растений. Губки живут, пропуская непрерывный поток воды прямо сквозь тело, через которое они фильтруют частицы пищи. Следовательно, они полны отверстий, что делает их столь подходящими для впитывания воды в ванне.

Туалетная губка, однако, не дает хорошего представления о типичной форме тела, которая представляет собой полый кувшин с большим отверстием сверху и большим количеством меньших отверстий по сторонам. Как известно, если поместить немного краски в воду за пределами кувшина живой губки, вода всасывается внутрь через маленькие отверстия по бокам и подается в главную полую внутреннюю часть, из которой она вытекает через главный выход кувшина. Воду гонят особые клетки, названные хоаноцитами, которые выстилают камеру и каналы стенок губки. У каждого хоаноцита есть машущий жгутик (как ресничка, только большая), окруженный высоким воротничком. Мы встретим хоаноциты снова, поскольку они важны для нашей эволюционной истории.

У губок нет нервной системы и относительно простая внутренняя структура. Хотя они обладают несколькими различными разновидностями клеток, эти клетки не организованы в ткани и органы, как наши. Клетки губки «тотипотентные», что означает, что каждая клетка способна стать клеткой любого типа из ассортимента губки. Это неверно для наших клеток. Клетка печени не способна дать начало клетке почки или нервной клетке. Но клетки губки настолько гибкие, что любая отдельная клетка способна вырасти в новую губку (и дело не только в этом, как мы увидим в «Рассказе Губки»).

Поэтому неудивительно, что губки не делают различия между «зародышевой линией» и «сомой». У эуметазои клетки зародышевой линии – это те, которые способны дать начало репродуктивным клеткам, и чьи гены, поэтому, в принципе бессмертны. Зародышевая линия – незначительное меньшинство клеток, находящихся в яичниках или яичках и избавленных от необходимости заниматься чем-либо, кроме размножения. Сома – та часть тела, которая не является зародышевой линией – клетки сомы не предназначены, чтобы до бесконечности передавать свои гены. У эуметазои, такой как млекопитающее, в ранней эмбриологии подмножество клеток выделяется как зародышевая линия. Остальные клетки, клетки сомы, могут делиться несколько раз, чтобы создать печень или почку, кость или мышцу, но затем их карьера деления заканчивается.

Раковые клетки – мрачное исключение. Они каким-то образом потеряли способность прекращать деление. Но как указывают Рандолф Нессе (Randolph Nesse) и Джордж Уильямс (George C. Williams), авторы «Science of Darwinian Medicine», мы не должны удивляться. Напротив, удивительно в раке то, что он не столь сильно распространен. Каждая клетка в теле, в конце концов, происходит от непрерывной линии миллиардов поколений зародышевых клеток, которые не прекращали делиться. Внезапно быть приглашенными стать клетками тела, такими как клетки печени, и изучить искусство не делиться – такого никогда не случалось прежде во всей истории предков клетки! Не будьте сбиты с толку. Конечно у тел, которые вмещали предков клетки, были печени. Но клетки зародышевой линии – по определению – не происходят от клеток печени.

Все клетки губки – клетки зародышевой линии – потенциально бессмертны. Есть несколько различных типов клеток, но они разворачиваются в развитии различным образом в большинстве многоклеточных животных. Эмбрионы эуметазои формируют слои клеток, которые сворачиваются и вкладываются сложным способом «оригами», чтобы построить тело. У губок нет подобной эмбриологии. Вместо этого они самособираются – каждая из их тотипотентных клеток обнаруживает склонность присоединяться к другим клеткам, как если бы они были автономными протозоями с социальными тенденциями. Однако современные зоологи считают губок многоклеточными, и я следую за этой тенденцией. Они, вероятно – самая примитивная живущая группа многоклеточных животных, дающая нам лучшее представление о ранних многоклеточных, чем любые другие современные животные.

[Графика удалена]

КОПРЕДОК 31. Он, как считают, был шаром направленных наружу жгутиково-воротниковых клеток (см. «Рассказ Губки»), собирающих бактерии в своих воротничках, маша своими похожими на волосы ресничками. Эти многоклеточные животные использовали половое размножение, и реконструкция показывает свободно плавающие сперматозоиды и яйца, уложенные в колонию. 

Цветочная корзина Венеры. Детали спикульного скелета стеклянной губки, Euplectella aspergillum.

Как у других животных, у каждого вида губки есть своя собственная характерная форма и цвет. Полый кувшин – только одна из многих форм. Другие – ее вариации, системы полых камер, связанных друг с другом. Губки обычно придают жесткость своим конструкциям волокнами коллагена (делающими губки губчатыми), и минеральными спикулами: кристаллами кварца или карбоната кальция, форма которых часто служит самой надежной диагностикой видов. Иногда спикульный скелет может быть замысловатым и красивым, как у стеклянной губки, Euplectella.

Дата Свидания 31 указана на диаграмме филогенеза как 800 миллионов лет назад, но для такого древнего датирования прилагаются обычные отчаянные предупреждения. Развитие многоклеточных губок из одноклеточной протозои является одним из значительных событий в эволюции – происхождением многоклеточных – и мы исследуем его в следующих двух рассказах.