Когда на Земле началось половое размножение?

Наша планета полна существ, которые размножаются половым путем. Кошки это делают. Собаки это делают. Птицы и рыбы. Но какие животные первыми использовали половое размножение и как выглядел этот процесс на заре эволюции?

Первое в мире животное

Животные размножались половым путем с самого начала своей эволюции. Исследователи до сих пор ищут кандидата на роль первого в мире животного, пока самый вероятный претендент - древняя  морская губка, жившая в океане около 800 миллионов лет назад. Сегодня их потомки размножаются половым путем, выбрасывая в воду сперматозоиды и яйцеклетки, которые объединяются, образуя новые личинки.

Но хотя древние губки, возможно, были одними из первых животных, размножавшихся половым путем, сам этот процесс существовал задолго до них.

Это потому, что живые организмы занимались межполовым размножением еще до появления животных. «Совершенно очевидно, что все эукариоты либо обладали способностью к мейозу, либо обладают ею в настоящее время. Логический вывод из этого заключается в том, что общий предок всех нас обладал такой способностью», - полагает доцент кафедры биологии Университета Айовы (США) Джон Логсдон, занимающийся изучением мейоза — формы клеточного деления, которая создает репродуктивные клетки у эукариотов — организмов, имеющих ядро в своих клетках, таких как животные, растения и грибы.

Общий предок эукариот

Но когда появился этот загадочный общий предок и как он был устроен? Ответ на этот вопрос может быть гораздо более странным, чем мы привыкли думать. Традиционно последний общий предок эукариот (LECA) представлялся учеными как типичная одноклеточная особь с одним ядром — классическая "клетка". Однако недавнее исследование, опубликованное в журнале Genome Biology and Evolution, переворачивает это представление с ног на голову. Ученые провели масштабный анализ сотен видов эукариот — от амеб и грибов до растений и животных — и проследили эволюцию ключевых признаков вглубь времен. Результаты ошеломляют: наш общий предок, живший около 2 миллиардов лет назад, был не просто одноклеточным, а представлял собой гигантскую многоядерную клетку — синцитий.

Эта клетка-монстр, плавающая в древнем океане, была настоящим «эволюционным инкубатором». Внутри одного общего цитоплазматического пространства мирно сосуществовали десятки, а возможно, и сотни ядер, взаимодействуя с тысячами митохондрий (которые сами когда-то были свободными бактериями). Такое устройство давало колоссальное преимущество. В обычной одноклеточной особи любая смертельная мутация в единственном ядре означала бы гибель всей клетки. Но в синцитии ядра могли подстраховывать друг друга: "больное" ядро получало необходимые белки и РНК от своих здоровых соседей. Это позволяло выживать целому организму, даже если его отдельные части были несовершенны, давая эволюции время на эксперименты. Многоядерность также создала "буферную зону", где естественный отбор мог перебирать тысячи разных комбинаций этих двух типов генов внутри одного организма, прежде чем "выстрелить" наружу удачными вариантами в виде одноклеточных спор.

Этот многоядерный предок уже тогда, задолго по появления первых животных, имел все ключевые черты, которые мы сейчас связываем со сложной жизнью, в том числе мейоз.

Сам же половой акт в его современном, интимном понимании возник гораздо позже. Самые ранние свидетельства внутреннего оплодотворения с помощью спаривания получены от плакодермовых рыб девонского периода (от 419,2 до 358,9 миллионов лет назад), таких как Microbrachius dicki.