Окаменелая слизь миксины возрастом 100 миллионов лет переворачивает генеалогическое древо позвоночных

Палеонтологи из Чикагского университета обнаружили первую детальную окаменелость миксины — склизких, похожих на угрей падальщиков океана. Окаменелость возрастом 100 миллионов лет помогает ответить на вопрос о том, когда эти древние бесчелюстные рыбы отделились на эволюционном древе от линии, ведущей к современным челюстным позвоночным, включая костных рыб и людей.

Окаменелость, названная Tethymyxine tapirostrum, представляет собой 12-дюймовую рыбу, вмурованную в плиту известняка мелового периода из Ливана. Она заполняет пробел в летописи окаменелостей длиной в 100 миллионов лет и показывает, что миксины более тесно связаны с кровососущими миногами, чем с другими рыбами. Это означает, что и миксины, и миноги развили свою угревидную форму тела и странную систему питания уже после того, как отделились от остальной линии предков позвоночных около 500 миллионов лет назад.

«Это крупная реорганизация семейного древа всех рыб и их потомков. Это позволяет нам датировать эволюцию уникальных черт, которые отличают миксин от всех других животных», — сказал Тэцуто Мияшита, доктор философии, ведущий автор исследования. Результаты опубликованы на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Слизь как ключ к разгадке

Современные миксины известны своим причудливым, пугающим видом и уникальным защитным механизмом. У них нет глаз, челюстей или зубов, вместо этого они используют шипастый язык, чтобы соскабливать плоть с мёртвых рыб и китов на дне океана. При угрозе они мгновенно превращают воду вокруг себя в облако слизи, забивая жабры потенциальных хищников.

Именно эта способность производить слизь выдала окаменелость Tethymyxine. Мияшита использовал технологию визуализации — синхротронное сканирование в Стэнфордском университете — для выявления химических следов мягких тканей, оставшихся в известняке при окаменении миксины. Эти мягкие ткани редко сохраняются, поэтому примеров древних родственников миксин для изучения так мало.

Сканирование выявило сигнал от кератина — того же материала, из которого состоят человеческие ногти. Кератин, как выяснилось, является ключевой частью защитной слизи миксин. Вдоль их тел расположены железы, производящие крошечные капсулы с туго скрученными кератиновыми волокнами, смазанными слизистой массой. При попадании в морскую воду волокна взрываются и улавливают воду, превращая всё вокруг в сгусток слизи. Мияшита и его коллеги обнаружили более сотни скоплений кератина вдоль тела окаменелости, что означает, что древняя миксина, вероятно, развила свою слизистую защиту в те времена, когда в морях обитали грозные хищники, такие как плезиозавры и ихтиозавры.

Пересмотр эволюционного древа позвоночных

Черты новой окаменелости помогают определить место миксин и их родственников на генеалогическом древе позвоночных. Ранее учёные не могли прийти к единому мнению об их положении. Те, кто полагается только на ископаемые свидетельства, склонны считать миксин настолько примитивными, что они даже не являются позвоночными. Это подразумевает, что у всех рыб и их потомков-позвоночных был общий предок, более или менее похожий на миксину.

Но те, кто работает с генетическими данными, утверждают, что миксины и миноги более тесно связаны друг с другом. Это предполагает, что они являются обособленной группой в древе позвоночных. В этом случае их примитивный облик обманчив, а общий предок всех позвоночных, вероятно, был более похож на обычную рыбу.

Работа Мияшиты примиряет эти два подхода, используя физические данные анатомии животного из окаменелости, чтобы прийти к тому же выводу, что и генетики: миксин и миног следует группировать отдельно от остальных рыб.

«В каком-то смысле это меняет подход к пониманию этих животных, — сказал Майкл Коутс, доктор философии, соавтор исследования. — Теперь у нас есть важное подтверждение, что они — обособленная группа. Хотя они всё ещё часть биоразнообразия позвоночных, мы должны рассматривать миксин и миног более внимательно и признать их кажущуюся примитивность специализированным состоянием».