Тихоходки, широко известные своей практически неуязвимой природой, вновь привлекли внимание учёных. Недавний анализ древних окаменелостей, запечатанных в янтаре, позволил исследователям определить, когда эти удивительно стойкие существа могли впервые обрести способность входить в «тун-состояние», которое помогает им выживать в экстремальных условиях.
Новые открытия также могут пролить свет на то, как тихоходкам удалось пережить крупные события массового вымирания, включая «Великое вымирание», когда приблизительно 90% видов на планете исчезли около 250 миллионов лет назад.
Тихоходки, также известные как водяные медведи, представляют собой крошечных восьминогих животных, обитающих практически во всех уголках Земли — от самых горячих гидротермальных источников в глубинах океана до замерзших вершин гор. Эти существа способны выживать в самых суровых условиях благодаря состоянию крайней неактивности, называемому криптобиозом. В таком состоянии они почти полностью прекращают метаболизм, выдерживают обезвоживание, резкие перепады температур и даже вакуум космоса.
В новом исследовании, опубликованном 6 августа в журнале Communications Biology, учёные повторно проанализировали первые обнаруженные окаменелости тихоходок — пару вымерших водяных медведей, заключённых в янтарь, возраст которых оценивается в 72-83 миллиона лет.
Исследователи создали сверхвысокое разрешение изображений этих окаменелостей, что позволило им классифицировать вымершие виды и проследить эволюционную историю тихоходок.
«Знание того, когда именно появились определённые виды тихоходок, такие как те, которые обладают криптобиотической способностью, помогает понять, почему и как эта способность у них развивалась», — рассказал в интервью Live Science ведущий автор исследования Марк Мапало (Marc Mapalo), учёный из Гарвардского университета.
Учёные обнаружили всего четыре окаменелости тихоходок. Первые две, использованные в данном исследовании, были найдены в 1940-х годах на пляже возле реки Саскачеван в Канаде, заключённые в кусок янтаря.
Из захороненных видов только один был официально назван — Beorn leggi.
«Другой не был описан должным образом, так как он был слишком мал, чтобы автор мог увидеть что-то существенное», — объяснил Марк Мапало.
В новом исследовании для создания 3D-изображений этих крошечных окаменелостей учёные использовали конфокальную флуоресцентную микроскопию. Эта техника освещает только определённые части образца, что позволяет лучше рассмотреть мельчайшие детали и сделать изображения более чёткими, пояснил Мапало.
Изучив форму и расположение когтей неидентифицированной тихоходки, исследователи отнесли её к новому роду и виду, назвав Aerobius dactylus.
Оказалось, что не все тихоходки могут входить в тун-состояние — существуют два основных класса тихоходок, и только одна семья в одном из этих классов обладает способностью к криптобиозу. Проанализировав особенности окаменелостей, такие как когти тихоходок, и разместив вновь описанный вид на эволюционном древе, учёным удалось приблизительно оценить, когда произошло разделение между двумя основными классами тихоходок. Это, в свою очередь, позволило приблизительно определить, когда именно у разных типов тихоходок развился криптобиоз.
«Зная, как эти окаменелости связаны с современными тихоходками, мы можем использовать их для калибровки эволюционного древа тихоходок — то есть для оценки, когда возникли различные группы тихоходок», — объяснил Мапало.
Исследование показало, что два основных класса тихоходок разделились около 500 миллионов лет назад, в кембрийский период (541–485 миллионов лет назад), с погрешностью примерно в 110 миллионов лет.
Позднее эти два класса тихоходок разошлись дальше. Учёные пришли к выводу, что криптобиоз, вероятно, возник два раза в разные времена у двух типов тихоходок где-то между 430 и 175 миллионами лет назад. Они отметили, что эти широкие временные интервалы охватывают периоды массовых вымираний.
Авторы исследования предполагают, что это состояние, напоминающее смерть, могло помочь тихоходкам пережить несколько крупных событий массового вымирания, начиная с пермского вымирания, или «Великого вымирания», которое произошло около 252 миллионов лет назад, когда массивные вулканические извержения вызвали катастрофические изменения климата на Земле. Способность оставаться в состоянии анабиоза в течение многих лет могла позволить этим существам выживать до тех пор, пока условия окружающей среды не улучшались. Однако это не обязательно означает, что тихоходки развили криптобиоз именно для того, чтобы пережить эти массовые вымирания.
«Я думаю, что криптобиоз помог тихоходкам пережить эти события, но не стал бы утверждать, что это главная причина их выживания», — отметил Мапало.
