Тысячей дорог от яйца к личинке

За счет чего возможна изменчивость эмбрионального развития книдарий? В чем своеобразие представителей низших Metazoa? Какие стадии развития проходят разные классы книдарий в эмбриональном развитии? На эти и многие другие вопросы ответила кандидат биологических наук Юлия Краус в ходе лекции, прошедшей 23 апреля 2013 года и опубликованной на канале проекта Лекториум.

Наиболее распространенная в типе Cnidaria личинка планула обладает предельно простым, эволюционно примитивным планом строения. Тело планулы (удлиненное, часто с расширенным передним концом) состоит всего из двух слоев клеток — эктодермы и эндодермы. На первый взгляд, такую личинку сделать достаточно просто и не стоит ожидать от книдарий большого разнообразия путей развития. Однако при сравнении эмбриогенеза представителей разных классов книдарий обнаруживаются поразительные факты: разнообразие путей развития книдарий соответствует разнообразию, характерному для таксонов высших Metazoa; уровень индивидуальной изменчивости путей развития книдарий очень высок и не влияет на успешность достижения разными эмбрионами конечной стадии развития.

Существует противоречие: когда мы изучаем эмбриогенез каких-либо видов, то первое, с чем мы сталкиваемся, — это таблицы нормального развития. Они крайне необходимы, их появление — большое достижение эмбриологии. Но если мы посмотрим в такую таблицу, то увидим следующее: получается, что каждый эмбрион на данной стадии развития должен быть именно таким, как в ней изображено. Значит, изменчивости эмбрионального развития нет? Тогда получается, что невозможна эволюция эмбрионального развития, невозможна эволюция онтогенеза. Так ли это на самом деле?

Обратим внимание на изменчивость гаструляции. Формы преэндодермальной пластинки и формы бластопора. Какая часть эволюции и онтогенеза может происходить под действием естественного отбора? Эволюционировать могут те вещи, которые связаны с обеспечением симбионтами и питательными веществами. Для примера: есть замечательная статья, которая посвящена развитию кораллов, членов группы Scleractinia, некоторые из которых имеют симбионтов. Сосредоточимся на эмбрионе животного Pocillopora meandrina, у которой между настоящей гаструляцией и ранним дроблением есть еще одна стадия — так называемая нутритивная стадия, или питательная. Она связана с избавлением клеток бластодермы от симбионтов и липидных включений. Клетки отделяют от себя эти части и выбрасывают их в область бластоцели. И это не митозы, не клеточная деламинация. Клетка отделяет от себя каплю, покрытую цитоплазматической мембраной, а в ней находятся симбионты и липидные включения. А часть с ядром остается в бластодерме. И только на следующем этапе происходит настоящая гаструляция.