Как морская звезда стала звездой

Пять лучей, расходящихся от центра, кажутся слишком совершенными для природы. Но морская звезда — не случайный узор, а итог 500 млн лет проб и ошибок. 

Как выглядели предки морской звезды Фото: haireena/Shutterstock/FOTODOM Превращение в звезду началось примерно 450 млн лет назад

Предки морских звезд, жившие в кембрийский период (более 500 млн лет назад), были совсем не похожи на звезды. Они напоминали скорее причудливые стебли, веточки или даже букеты цветов, лежащие на дне. Эти существа питались, фильтруя воду через свое тело, и не имели ни лучей, ни привычной нам симметрии. Куда же делись их потомки? Где то самое переходное звено?

В 2021 году ответ пришел из Марокко. В древних морских отложениях, известных как сланцы Фезуата (возраст 480–470 млн лет), палеонтологи из Кембриджского университета нашли крошечную окаменелость — Cantabrigiaster fezouataensis. Это была сенсация! Существо размером с монету обладало удивительной смесью черт: тело сохраняло примитивный фильтрующий аппарат на спине, унаследованный от стеблевидных предков, но впервые в истории иглокожих у него было пять четких лучей, расходящихся из центра.

Так ученые пришли к выводу: превращение в звезду началось не в кембрийском периоде, как думали раньше, а позже, в ордовикском периоде, то есть примерно 450 млн лет назад.

Как морская звезда приобрела пятиконечную форму

Фото: Max Topchii/Shutterstock/FOTODOM

Пять лучей обеспечивают хорошую устойчивость и маневренность при движении по неровному дну

Как же асимметричный стебель, питавшийся планктоном, стал симметричной звездой? Разгадка кроется в анатомии и генах.

Cantabrigiaster fezouataensis стал живым пазлом, соединившим прошлое и будущее. Его пять лучей — главная новинка эволюции — появились не просто так. Они давали преимущество: больше конечностей для ползания по дну, охвата территории и, возможно, будущей охоты. Внутри этих лучей начали размещаться важные органы — выросты желудка для пищеварения и части половой системы. Тело стало похоже на модульный конструктор.

При этом Cantabrigiaster fezouataensis еще не был полноценной хищной звездой. На его спине сохранялся сложный фильтрующий воротничок — наследие предков. Это доказывает, что изначально лучи служили не для быстрого движения, а для улавливания пищи из воды. У него также не было тех самых сотен миниатюрных ножек-присосок, которыми современные звезды так ловко передвигаются и открывают раковины моллюсков. 

Ученые сравнили работу генов у современных морских звезд и у животных с привычной нам симметрией слева-направо (как у рыб, птиц или людей). Оказалось, что гены, которые у других животных работают только в голове, у морской звезды активны по всему телу, во всех лучах. А гены, отвечающие за развитие туловища и хвоста, у звезды почти молчат. По сути, морская звезда — это голова, которая в ходе эволюции растеклась в стороны, потеряв тело.

Этот генетический переворот объясняет удивительное превращение личинок. Они плавают в толще воды и имеют привычную двустороннюю симметрию, как маленькая рыбка. Но когда приходит время осесть на дно, под действием химических сигналов взрослых звезд, личинка буквально перестраивает свое тело, превращаясь в радиально-симметричную звезду.

Почему у морской звезды именно пять лучей

Это оказалось эволюционно выгодным компромиссом.

Пять лучей обеспечивают хорошую устойчивость и маневренность при движении по неровному дну.

Если звезда потеряет луч (а он может отрасти заново), оставшиеся четыре смогут поддерживать ее жизнеспособность и координацию.

Бывают ли морские звезды с другим количеством лучей Фото: Ethan Daniels/Shutterstock/FOTODOM Многолучевая морская звезда Терновый венец, или акантастер (Acanthaster planci). Обитает на скалах Красного моря. Кстати, ядовитая

Хотя образ пятиконечной звезды стал классическим, природа не остановилась на этом шаблоне. Например, у солнечных звезд может быть от 28 до 39 лучей. 

Форма звезды часто подсказывает ее образ жизни. Так, японская морская звезда, которая охотится на моллюсков, имеет классические пять крепких лучей — для силы и хватки. А звезды-падальщики или фильтраторы, которые медленно ползают по дну, собирая остатки или отфильтровывая частицы пищи, часто обзаводятся большим количеством более коротких лучей — чтобы покрыть как можно большую площадь для сбора еды.

«Cantabrigiaster напоминает нам, что даже самые совершенные и привычные нам формы жизни рождаются из долгого, порой хаотичного, танца проб и ошибок природы», — заметил палеонтолог Аарон Хантер, изучавший марокканскую находку. 

Морская звезда — это живое воплощение того, как жизнь находит свои идеальные формы через бесконечный эксперимент.

Почему морской конек плавает «стоя»

Как мигрируют кораллы

Как морские животные проплывают тысячи километров и не устают