В кембрийских водорослях нашли признаки сложного механизма размножения

В ископаемых многоклеточных водорослях раннего кембрия обнаружили структуры, которые могли обеспечивать контролируемый выпуск клеток потомства. Речь идёт об отверстиях с пробкообразными крышечками, наружной оболочке и расположенных внутри клетках. Возможный механизм размножения исследователи реконструировали по строению окаменелостей; наблюдать сам процесс они не могли.

Работа опубликована в Proceedings of the Royal Society B. Учёные изучили новый род и вид Polyostiosphaera operculata из биоты Куаньчуаньпу на юге Китая. Эти находки помогают рассматривать усложнение кембрийских экосистем не только через историю животных, но и через развитие водорослей.

Что сохранилось в микроскопических остатках

Фосфатизированные окаменелости имеют размер менее миллиметра. Благодаря сохранности в них можно различить тонкие детали клеточной организации. Исследователи выделили микрофоссилии из окружающей породы и сопоставили их внешний облик с внутренним устройством.

Для этого использовали световую и сканирующую электронную микроскопию, а также рентгеновскую микротомографию. Последняя позволяет получать трёхмерные изображения внутренних структур без разрушения образца. Сочетание методов важно: отдельное отверстие на поверхности не объясняет, как оно связано с содержимым организма.

Как реконструировали выпуск потомства

В наиболее хорошо сохранившихся экземплярах видны отверстия, закрытые пробкообразными структурами. Наружные и внутренние группы клеток различаются по расположению. На основе этой организации авторы предложили, что после созревания внутренние клетки могли выходить через открывающиеся участки оболочки.

Гипотеза опирается на несколько наблюдений:

• различимые наружные и внутренние клеточные группы;
• оболочку и промежуточную мембрану;
• отверстия, закрытые пробкообразными крышечками;
• пространственную связь этих элементов на трёхмерных изображениях.

Окаменелости не показывают непосредственно молекулярные сигналы, согласованность раскрытия отверстий или работу генетической программы. Неизвестно и дальнейшее развитие выпущенных клеток. Поэтому формулировка о «программируемом размножении» была бы сильнее имеющихся свидетельств.

Почему важны кембрийские водоросли

Кембрийский взрыв обычно обсуждают как этап быстрого разнообразия животных. Но водоросли также участвовали в устройстве древних морских экосистем. Их клеточная сложность помогает понять условия, в которых развивались другие организмы.

Исследование не доказывает, что описанный механизм возник раньше животных, и не переносит автоматически всю хронологию многоклеточности. Оно предлагает конкретную реконструкцию строения и размножения одной группы водорослей. Для проверки её распространённости нужны новые образцы и сравнения с другими находками.

Читайте также: ИИ нашёл самые продуктивные клетки водорослей для производства топлива.

Авторы планируют расширять базу данных по докембрийским и кембрийским водорослям. Такие сопоставления помогут выяснить, как менялись их разнообразие и морфологическая сложность на фоне перестройки морских экосистем.