Species nova

Можно ли в XXI веке открыть новый вид животного? Конечно, можно. А если повезет, будет и удивительная история открытия.

Описание новых видов животных и растений редко бывает сопряжено с романтикой и приключениями. По разным оценкам на Земле сейчас живет от десяти до ста миллионов видов организмов, из которых описано всего лишь где-то полтора миллиона, причем две трети их составляют насекомые (см. «Химию и Жизнь» 2019 №5). Систематики описывают порядка 20 000 новых видов в год, и в большинстве своем это результат рутинной обработки новых сборов и старых коллекций.

Но бывают, бывают и в наши дни (отмерим их с последних десятилетий XX века) удивительные истории. В том числе и в морской биологии — от обнаружения в 1997 году нового, второго вида современных кистеперых рыб, Latimeria menadoensis, на индонезийском рыбном рынке (о чем в свое время много писали) до историй не столь приметных, о которых мне и хочется тут рассказать.

История первая. Коралловый попрыгунчик

Австралийцы очень гордятся своей морской фауной. Большой Барьерный риф и прочие красоты в родных водах... Короче, есть чем гордиться. А еще туристы, дайверы, валюта в страну. Понятно, что свои подводные красоты австралийцы всячески пропагандируют, в том числе, к радости филателистов, охотно и в большом количестве размещают их на почтовых марках. И вот 18 июня 1984 года была выпущена очередная серия, и на двухцентовой марке красовалась красивая красная амфипода (рачок-­бокоплав) с белой каймой члеников. Художник, работавший над маркой, использовал фотографию, сделанную где­-то в водах юга Австралии; что за рачок, не выяснил, и без затей обозвал его coral hopper — «коралловым попрыгунчиком». Когда марку увидали специалисты по амфиподам, они были несколько озадачены. Понятно, что позировал для сюжета рачок из рода Amaryllis, но вот кто? На марке сидел кто-­то неизвестный! И неизвестным он пробыл еще без малого 20 лет.

Только в 2002 году этот вид был наконец описан в журнале «Records of the Australian Museum» двумя асами амфиподологии, Джеймсом Ловри и Хеленой Штуддарт. В память о марочной эпопее рачка авторы дали новому амариллису видовое название Amaryllis philatelica, «филателистический».

Австралийская марка с «коралловым попрыгунчиком»

История вторая. Темная медуза

Летом 1989 года в водах, омывающих Южную Калифорнию и Мексику, вдруг стали попадаться странные медузы. Были они огромны: диаметр колокола — до метра, а фестончатые ротовые лопасти вытягивались до 6 м. Кроме того, медузы были удивительно расцвечены. Цвет колокола менялся у разных особей от темно-­пурпурного до черного, с россыпью светлых пятен по краю, ротовые лопасти — тоже пурпурные, а длинные щупальца — светло-­кремовые.

Указанные размеры для медуз не рекордные, некоторые северные цианеи вырастают и более крупными, но все же эти странные медузы были весьма впечатляющи. Старожилы, как водится, утверждали, что такого не помнят (впрочем, как впоследствии выяснилось, явно таких же медуз наблюдали в 1926 и 1965 году). Появившись в июне в калифорнийских водах, куда их, скорее всего, принесло идущее с юга течение, медузы исчезли в начале сентября. И затем их долгое время никто не видал.

Огромные яркие медузы немедленно попали на многочисленные фотографии, украсившие «морские» фотоальбомы, а также в научно-­популярный фильм «Seasons in the Sea». Фигурировали они там под названиями «черная медуза», «пурпурная медуза», «гигантская медуза» и т. п. Странным образом в научных коллекциях их не оказалось, хотя число наблюдений, фотографий и видеозаписей необычных медуз перевалило за сотню.

Позже с большим трудом удалось обнаружить четыре экземпляра: три — в Музее естественной истории района Лос-­Анджелеса и один — в музее Морского аквариума Кабрильо в Калифорнии. Зафиксированы были не самые крупные экземпляры и не лучшей сохранности (диаметры их колоколов, правда, сжавшихся от фиксаторов, не превышали 25 см). Две медузы из этих четырех были найдены мертвыми на пляжах.

Имеющегося материала оказалось явно недостаточно для полноценного изучения на современном уровне (включающего, помимо общеморфологического, описание ультраструктуры стрекательных клеток­-нематоцистов, электрофоретическое исследование специфических белков и проведение иммунологических тестов). Но поскольку никто не мог сказать, когда состоится новое появление «пурпурных медуз», ученые предпочли обойтись тем, что есть. Группа из пяти исследователей, представлявших различные институты США, описала этих медуз как новый вид рода Chrysaora — C. achlyos (от греч. achlys — таинственный, темный, что указывает разом и на цвет, и на странное появление нового вида) («The Biological Bulletin», 1997).

С тех пор они приходили еще дважды, в 1999 и 2010 году. Но нам по-прежнему ничего не известно ни о жизненном цикле гигантских медуз, ни о том, где они обитают постоянно, оставаясь незамеченными, несмотря на свои размеры и яркую окраску. C. achlyos оказались самым крупным видом беспозвоночных, описанным в XX веке.

Пурпурная медуза Chrysaora achlyos Фото: James Jackson

История третья. Конец очаровательной загадки

Полухордовые животные (Hemichordata) — это небольшой тип исключительно морских организмов, имеющий некоторые общие черты с иглокожими и хордовыми. К нему относятся два класса: кишечнодышащие (Enteropneusta) и крыложаберные (Pterobranchia). Кишечнодышащие формой тела напоминают червей и ведут подвижный образ жизни, роясь в иле. Их длинное тело четко дифференцировано на три отдела: хоботок, воротничок (гладкий, без придатков) и собственно туловище, в котором располагается большинство органов животного. Крыложаберные — сидячие организмы, размеры их тела обычно не превышают нескольких миллиметров. Часто они образуют колонии, напоминающие колонии мшанок. Характернейшая черта крыложаберных — их воротничок не гладкий, он несет на спинной стороне от одной до восьми пар перистых щупалец, которые подгоняют пищу ко рту. Cходство в развитии этих двух классов Hemichordata и особенности их строения позволяют думать, что в процессе эволюции крыложаберные возникли из кишечнодышащих, когда какая-­то часть последних перешла к сидячему образу жизни.

Одно время казалось, что мы вот-­вот получим блестящее подтверждение этой гипотезы. Казалось также, что групп полухордовых на самом деле не две, а три. Начиная с 60­-х годов XX века, когда в практику океанологических работ широко вошли глубоководные фотографии, в самых разных районах океана на дне удавалось запечатлеть тонкие шнуры, образующие спирали и петли метровых размеров, совершенно инопланетянского вида. Потом на конце такого шнура сфотографировали крупное червеобразное животное, и стало ясно, что шнур — это его фекалии. На снимке был изображен кто­-то вроде очень большого кишечнодышащего, но с каким­-то странно широким воротничком.

Когда таких фотографий накопилось много, стало ясно, что «их», кем бы «они» ни были, существует как минимум несколько видов. Приглядываясь к пятнам света и тени на фотографиях, исследователи составили графическую реконструкцию этих непойманных зверей, и по реконструкции получалось, что они обладают признаками как кишечнодышащих, так и крыложаберных, а странную форму воротничок имеет потому, что несет пару перистых щупалец, завитых в спираль. Новую группу — несомненно, переходное звено между гладковоротничковыми подвижными кишечнодышащими и сидячими крыложаберными с их веерами щупалец! — предварительно назвали Lophenteropneusta и стали с нетерпением ждать, когда удастся добыть само такое животное, а не только глубоководные снимки. Тогда гипотеза станет фактом. Тем временем лофентеропнеусты прочно заняли место в ряду «переходных» форм, а также в ряду не раскрытых пока загадок Океана.

Время шло. Развивалась океанографическая техника. А лофентеропнеусты будто дразнили ученых. Они вновь и вновь то попадали на глубоководные фотографии, то мелькали перед самым иллюминатором уже сбросившего балласт и неотвратимо идущего на всплытие подводного аппарата... Большие, порою окрашенные в яркие красные и синие цвета, они нередко позволяли себя увидеть, но упорно не давались в руки. Наконец 27 июля 2002 года одного из обладателей широких воротничков обнаружил, заснял и поднял подводный робот в северо-­восточной Пацифике (43° с. ш., 123° з. д.) с глубины 1900 м.

Это был конец красивой легенды. В работе американских и российских ученых, опубликованной в 2005 году в «Nature», было приведено описание нового рода и вида Torquarator bullock из нового семейства Torquratoridae глубоководных кишечнодышащих. Именно кишечнодышащих, отличающихся от других представителей этой группы лишь некоторыми анатомическими деталями. Никаких щупалец на действительно широком воротничке животного не оказалось. Более того, проведенный теми же исследователями анализ старых подводных фотографий показал, что эти снимки на самом деле не позволяли сделать однозначного вывода о присутствии или отсутствии щупалец. Так что переходная группа Lophenteropneusta — лишь результат неверной интерпретации ранних глубоководных фотографий с низким разрешением. Лофентеропнеустов нет (что само по себе не означает конца гипотезы происхождения крыложаберных от кишечнодышащих, у которой есть и другие обоснования). А есть группа видов — интересных, по большей части все еще не описанных, глубоководных Enteropneusta с гораздо более широкими, чем обычно, воротничками, возможно служащими для более эффективного сбора пищи на бедных глубоководных грунтах, — что тоже замечательно, хотя и было жаль, что очаровательной загадки лофентеропнеустов более не существует.

…И как будто спало заклятие. К нашим дням добыто и описано уже довольно много видов таких глубоководных Enteropneusta, в том числе пойманы (и снова подводными аппаратами) и те красивые красные и синие черви, что дразнили исследователей на подводных фотографиях. Но с ними к моменту поимки уже все было ясно.

Очередной представитель Enteropneusta c широким воротничком, добытый на подводном вулкане Пийпа телеуправляемым аппаратом «Команч-­18» в 75-­м рейсе НИС «Академик М.А. Лаврентьев» ННЦМБ ДВО РАН (2016)

История четвертая. У всех на виду

Что может быть изучено лучше, чем окрестности биостанции, на которой 60 с лишним лет регулярно проводятся студенческие практики по биологии моря? Кто может быть заметен вернее, чем большая яркая медуза, обитающая в приповерхностных слоях? Тем не менее новый вид медуз­цианей Cyanea tzetlinii, ярко­красных, с диаметром колокола до 17 см, был описан по экземплярам, пойманным у пирса Беломорской биостанции МГУ, только в 2015 году.)

Всем прекрасно было известно, что в Белом море живет цианея — Cyanea capillata, ярко-­красная, с большим колоколом, — и что она там только одна. И кто будет приглядываться к виду, прекрасно опознаваемому даже сквозь толщу воды? Никто и не приглядывался. Пока на биостанции не появилось оборудование для молекулярно­генетических анализов и очередной группе студентов в рамках той самой учебной практики не поручили поработать на нем… ну вот цианеи отлично подойдут!

Результаты показали ужасную вещь. Полученные студентами последовательности цепочки ДНК разных образцов четко делились на две группы, с различиями, соответствующими межвидовым. Получалось, что в море плавает два вида цианей.

Когда результаты проверили и перепроверили, за медуз взялись всерьез. И достаточно быстро нашли различия в деталях строения (в том числе в тонкой морфологии видоизмененных щупалец-­ропалиев, сидящих по краям колокола медуз и несущих простенькие глаза, статоцисты и нервные центры). Существование двух видов было подтверждено классическими морфологическими методами! («Polar Biology», 2015). И если оборудование для секвенирования ДНК вошло в биологическую практику сравнительно недавно, то выявление подобных различий в строении было доступно задолго до того. Но все хорошо знали, что в Белом море живет единственный вид цианей…

Цианея Цетлина (названная в честь зоолога А.Б. Цетлина, нынешнего директора биостанции) Фото: Александр Семенов

История пятая. Эдиакарский конфуз

В 1986 году австралийское научно-­исследовательское судно «Franklin» проводило траления на материковом склоне Австралии, на полукилометровой-километровой глубине. Позже в траловых пробах, среди камней, раковин моллюсков, различных иглокожих, ракообразных и рыб, были обнаружены странные желетелые грибообразные существа диаметром 1–2 сантиметра, прозрачные, без выраженной двусторонней симметрии, с системой каких­-то канальцев в «шляпке» «гриба»… Ни на что не похожие.

В 2014 году эти существа были описаны в «PLoS ONE» как два новых вида нового рода Dendrogramma, отнесенного к новому семейству Dendrogrammatidae, относящемуся к… а неизвестно, к кому относящемуся. Авторы не нашли у них сходства ни с одним из известных типов животных, новый тип учреждать поостереглись и оставили их как incertae sedis, группу неопределенного статуса, среди Metazoa, отметив, что некоторые черты сближают их с кишечнополостными и гребневиками, но строение их никак не соответствует этим типам. Так что на древе жизни они должны сидеть где-­то «до двусторонне­симметричных животных», и это все, что можно сказать… и тут авторы добавили самое интересное. В строении дендрограмм они уловили некое сходство с ископаемыми медузоидными представителями древнейшей эдиакарской фауны, с ее не вполне понятными трехлопастными животными. Вымершими, как известно, 500 с лишним миллионов лет назад. Надо ли говорить, что такое предположение наделало шум преизрядный? На какое­-то время дендрограмма стала зоологической сенсацией… увы, не подтвердившейся.

Новые находки странных «грибов» расставили точки над i («Current Biology», 2016). Теперь материал был зафиксирован так, чтобы можно было провести генетический анализ, и генетический анализ со всей однозначностью показал: дендрограмма относится к кишечнополостным. Точнее, к сифонофорам, колониальным организмам, состоящим из множества специализированных организмов — зооидов. А еще точнее, к сифонофорам­родалидам, удивительным животным, вторично перешедшим от планктонного к бентосному образу жизни (то есть от плавания к сидению на твердой поверхности). Так что абсолютно понятно, как они попали в донный трал, в котором камни с раковинами и размололи нежных сифонофор в слизь, уцелели лишь те самые «грибы»: зооиды­бракты, трансформированные в кроющие защитные пластинки, а потому упрощенные до крайней степени и переставшие быть похожими на типичный зооид кишечнополостного. Развенчание дендрограммы случилось довольно быстро, в 2016 году, через два года после ее описания. Теперь это просто род сифонофор­родалид. Известный по-­прежнему только по обрывкам. Но, возможно, когда­-нибудь мы увидим сифонофору­дендрограмму и целиком.

Дендрограмма — не животное, а фрагмент животного PLoS ONE 9(9): e102976

Это, конечно, не все истории про новые виды, которые можно было бы рассказать. Но, увы, журнальный объем вынуждает нас закончить дозволенные речи.