Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №4

Журнал «Домашняя лаборатория»

Позвоночные животные, включая людей, к трохофорным не принадлежат. Их сближает с трохофорными только успешность, вторичная полость тела и сегментированность, но, скорее всего, все это позвоночные обрели самостоятельно, независимо от трохофорных.

В своем эмбриональном развитии организмы в той или иной степени повторяют путь эволюционного развития их предков. Яйцеклетка соответствует одноклеточным простейшим, первые клетки будущего организма животного собраны в полый шар, как колония простейших. Затем часть клеток с поверхности переселяется тем или иным способом внутрь, и зародыш становится двухслойным с первичным ртом, ведущим в кишечную полость, т. е. повторяется организация кишечнополостных.

Затем у трохофорных животных на заднем конце тела прорывается анальное отверстие. В соответствии с этим, трохофорные относятся первичноротыми животными. Позвоночные относятся к вторичноротым животным. У вторичноротых, то отверстие, ведущее в кишечную полость, которое закладывается как анальное (после первичного рта, на противоположенном первичному рту заднем конце тела) в дальнейшем вторично служит ртом, а первичный рот становится, соответственно, анусом. От удивления у читателя отвисла челюсть на первичном анальном отверстии J.

Кроме типа хордовых, к которому принадлежат и позвоночные, к вторичноротым относятся и другие типы океанических животных, из которых наиболее заметен тип Иглокожих, к которому принадлежат морские звезды и морские ежи. Не обижайте их, это наши родственники. Иглокожие вторично вернулись к радиальной симметрии, но строение личинки и детали строения взрослых животных доказывают двустороннюю симметрию их предков.

Помимо вторичного рта вторичноротых объединяют и другие общие признаки. Совсем по-другому происходит раннее дробление яйцеклетки, иначе (как карманы кишечника) закладываются целомические мешки и всегда в количестве трех пар, что соответствует 3 первичным сегментам. Личиночный мозг вторичноротых не является мозгом взрослого животного и даже не входит в состав взрослого мозга.

Родственные связи внутри вторичноротых намного менее понятны, чем для первичноротых. Ситуацию можно проиллюстрировать так: предположим, что кольчатые черви давно дружно вымерли, и окаменелостей их мягких тел не сохранилось. Какие гипотезы выдвигали бы тогда те, кто искал общего предка моллюсков и членистоногих? Другой яркой иллюстрацией является то, что ранее отнесенный к вторичноротым тип Погонофоры, 10 лет назад был разжалован до семейства (!) в составе кольчатых червей.

Поэтому ограничим знакомство с вторичноротыми одним типом.

16. Тип Хордовые

Для типа хордовых характерны четыре уникальные особенности.

Во-первых, у них имеется плотная трубка — хорда, которая закладывается как выпячивание кишечника со спинной стороны.

Во-вторых, нервная система у них тоже организована в виде трубки, которая образуется как впячивание покровов, тоже со спинной стороны.

В-третьих, кишечная трубка хордовых имеет на переднем конце щели (жаберные щели), через которые она соединена с внешней средой.

В-четвертых, та сторона, которую мы называли спинной, на самом деле первично брюшная, — хордовые, перевернутые кверху брюхом животные.

Пятой особенностью хордовых можно назвать то, что все эти особенности у 99,9 % хордовых мало, в чем проявляются у взрослых животных. Только горстка представителей богом забытого подтипа Бесчерепных (ланцетники), устроены именно так, как положено хордовым. Представители другого подтипа — Оболочников дегенерировали до прикрепленных к дну мешков, окруженных студенистой оболочкой и фильтрующих морскую воду. Лишь тогда, когда были изучены личинки оболочников, которые день-другой активно плавают, расселяясь перед тем, как навсегда уткнуться головой в дно, то обнаружились и хорда, и нервная трубка, и жаберные щели.

Третий подтип — Позвоночные с лихвой компенсирует убогость своих родственников. Позвоночные, кажется, до конца использовали все преимущества того плана строения, который

им достался как хордовым животным.

1. Хорда. На первый взгляд наличие хрящевого тяжа, который структурирует тело, вещь полезная, но не более. Вопрос в том, как использовать хорду, если так, как малоподвижный ланцетник, то можно было бы обойтись и полостью тела. Но, если делать ставку на активный образ жизни, то хорда — основа осевого скелета, на который можно «подвесить» остальные необходимые конструкции. Тому способствуют свойства хряща. Во-первых, если клетки соединительной ткани в принципе способны выделять хрящ, то хрящ может образоваться не только в составе хорды, но и на других участках тела. Во-вторых, если выделяющие хрящ клетки добавят в него побольше солей, то хрящ станет сначала тверже, а затем и вовсе окостенеет.

Эластичная хорда ланцетника заменяется позвонками, сначала из прочного хряща (хрящевые рыбы = акулы), а затем просто костными (костные рыбы). Подвижное сочленение прочных позвонков дает конструкции необходимую гибкость. Выросты позвонков со спинной стороны дают защиту нервной трубке, а с брюшной — нежным внутренним органам.

Еще одной характерной особенностью вторичноротых является то, что кожные покровы их многослойны, под эпидермисом лежит еще слой соединительнотканных клеток, тех самых, что умеют выделять хрящ. Появляется соблазнительная возможность создать панцирь из кожных костей. Вымершая группа панцирных рыб так и сделала, но как видно из результата, сделала напрасно. Успех ждал не тех неповоротливых позвоночных, что спрятались в панцирь, а тех, кто избрал тактику — «мы будем быстры и вездесущи, а вы попробуйте нас догнать или укрыться от нас». Тем не менее, кожные окостенения были в той или иной степени характерны для всех позвоночных, а кожные кости, опустившись вглубь тела, образовали, в частности черепную коробку — вместилище головного мозга = передней части нервной трубки.

Наличие хорды подразумевает и использование ее как орган движения. Ланцетник плавает, изгибая хорду в горизонтальной плоскости, рыбы тоже, но плавают много быстрее за счет хорошо развитого хвостового плавника. Плавники образуются как кожные складки, заполненные хрящами. В дополнение к основному хвостовому появляется спинной (киль) и две пары боковых (рули глубины). Плавники надежно крепятся на осевом скелете, две пары боковых плавников, соединенные с позвоночником станут в будущем конечностями четвероногих.

2. Жаберные щели. Возникли как нехитрое приспособление для дыхания и, возможно, фильтрации воды. В конструкцию напрашивается структурирование их хрящом. У ланцетников имеются в большом количестве (десятки) с тенденцией к уменьшению числа. Налицо прекрасная преадаптация к созданию вожделенного ротового аппарата: задние щели редуцируются бесследно, средние используются по исходному назначению, передние превращаются в подвешенные к черепу челюсти. Считая моллюсков и, само собой, членистоногих, это третий известный случай изобретения ротового аппарата.

3. Нервная трубка. Центральная нервная система позвоночных, как и у первичноротых, располагается на переднем конце тела, поближе ко рту и органам чувств. У позвоночных она организована как расширения нервной трубки. Мы слишком мало знаем о механизмах функционирования нервной системы, чтобы судить о том, эти ли конструктивные отличия, или какие-либо иные, привели к существенным различиям в функционировании нервных систем, но различия существенны.

Поведение первичноротых может быть и весьма хитроумным, но всегда жестко генетически запрограммировано, вне какой-либо зависимости от возможного изменения обстоятельств. Изменения поведения могут происходить лишь как любые другие генетические изменения, не направлено и случайно.