Трудно даже представить себе, как одноклеточный организм, не имеющий ни раковины, ни скелета – никакой защиты, кроме клеточной оболочки, мог выжить в древнем океане да еще и успеть оставить потомство.

Немудрено, что некоторые клетки-организмы, словно поняв, что один в поле не воин, начали объединяться. Поначалу это объединение имело очень простую основу и представляло собой колонию.

Колония – это скопление клеток, живущих вместе, но связанных между собой лишь механически. В колонии все клетки одинаковые, выполняют одни и те же функции и мало зависят друг от друга.

Нитчатая водоросль-сцеплянка (под микроскопом)

Зеленые водоросли

Увидев колонию одноклеточных организмов, вы скорее всего решили бы, что это многоклеточный организм. Однако на самом деле это принципиально разные «устройства». Более того: между ними пропасть, преодолев которую, эволюция совершила гигантский скачок. Он произошел, считают ученые, вероятно, 700–900 миллионов лет назад, но может быть, и 1 миллиард лет назад – «вскоре» после того, как одноклеточные организмы пошли разными путями.

Будущие растения

О том, как получились многоклеточные растения, можно судить по современным водорослям. Они бывают зеленые, красные и бурые. Среди зеленых есть и одноклеточные, и многоклеточные – нитчатые и пластинчатые; среди красных тоже есть одноклеточные, но многоклеточных гораздо больше. Бурые же водоросли все многоклеточные, хотя некоторые не достигают и одного миллиметра (зато другие простираются на десятки метров).

В те далекие времена сначала образовались нитчатые колонии водорослей, прикрепленные к субстрату – то есть к чему-нибудь, например камню; организмы, крепившиеся ко дну, появились гораздо позднее. Затем эти нити срослись между собой в длину (боками), а может быть, клетки в такой нитке стали делиться не только в длину, но и в ширину, – так или иначе, но получились лентообразные колонии. В такой колонии разные участки находились в разных условиях: на них по-разному падал свет, они были на разной глубине и т. п. Поэтому и клетки в этих участках стали различаться. На том конце, который был прикреплен к субстрату, клетки перестали делиться и не занимались фотосинтезом (у них была другая задача); на другом же конце (на «верхушке») клетки интенсивно делились (тянулись к свету), в результате чего образовалась своего рода «точка роста» колонии. Впрочем, делились они в разных направлениях, поэтому колония ветвилась, поверхность ее становилась все больше, отдельные нити переплетались и постепенно получалось многослойное объемное «тело». Поскольку в этом «теле» клетки выполняли разные функции (одни должны были держаться за субстрат, другие – заниматься фотосинтезом, третьи – быстро делиться), они стали зависимыми друг от друга, что, собственно говоря, и является главной особенностью многоклеточного организма («разделение труда» и невозможность существовать друг без друга).

Будущие животные

О том, как получились многоклеточные животные, ученые тоже до сих пор спорят. Ясно только то, что предками многоклеточных животных были одноклеточные простейшие (жгутиковые), жившие, скорее всего, сферическими колониями с однослойной стенкой. А вот как получилось, что клетки в такой колонии перестроились, стали выполнять разные задачи, приобрели разный вид и образовали единое «тело»? По этому поводу существуют две теории, и обе были предложены еще в конце XIX века: одна – знаменитым немецким ученым Э. Геккелем, а другая – знаменитым русским ученым И. И. Мечниковым.

Геккель представлял это так. Сферическая колония одноклеточных жгутиковых могла направленно плавать, и при этом один ее конец (полюс) всегда был обращен вперед. На этом переднем полюсе возникло впячивание стенки внутрь – гаструляция, в результате чего образовался многоклеточный организм, имеющий стенку из двух слоев, наружного и внутреннего. Геккель назвал это «животное» – гастрея. Внутренний слой окружал полость, которая открывалась наружу единственным отверстием. Эта полость была как бы первичным кишечником, а отверстие – первичным ртом.

Происхождение многоклеточных организмов по Э. Геккелю:

1 – бластула, 2 – гаструляция, 3–4 – гастрея (внешний вид и продольный разрез)

Происхождение многоклеточных организмов по И. И. Мечникову

Мечников же предположил, что все происходило несколько проще. В сферической колонии одноклеточных (жгутиковых) некоторые клетки ее однослойной стенки, захватив пищу, перемещались внутрь, в полость колонии, и образовывали там рыхлое скопление. Эти клетки занимались только тем, что переваривали пищу для всей колонии, тогда как поверхностные клетки, освободившись от этой необходимости, могли сосредоточиться на других задачах: защищать всю колонию (вернее – весь организм) от внешних воздействий и обеспечивать ее (его) движение. Это «животное» Мечников назвал фагоцителлой (от греческого слова phago – «пожираю»).

Для того чтобы понять, как произошли многоклеточные животные, и Геккель, и Мечников изучали самые примитивные из ныне существующих многоклеточных организмов – кишечнополостных и губок. И как раз о губках хотелось бы рассказать подробнее, хотя бы потому, что это не только одни из самых древних, но и одни из самых красивых существ.