Представьте себе древний океан, который плескался на Земле полмиллиарда лет назад. В его водах жило существо по имени Моллисония — и, кажется, оно хранило секрет, который заставляет нас переписать историю пауков. До сих пор ученые были уверены, что свои суперспособности — умение стремительно нападать и вязать хитроумные сети — паукообразные развили уже на суше. Но новое исследование ставит эту идею с ног на голову.

Пауки и скорпионы — древние и почти не изменившиеся хищники, царящие на планете уже 400 миллионов лет. Их ископаемая летопись уверенно говорила: все началось на земле. Команда Николаса Штраусфельда из Университета Аризоны решила присмотреться к окаменелости Моллисонии симметричной, существа из кембрийского периода, которого все считали далеким и примитивным родственником мечехвостов.

Ученые под разными углами рассмотрели отпечаток мозга и нервной системы существа. И обомлели. Оказалось, его мозг устроен не как у мечехвостов, а точь-в-точь как у современных пауков!

Подробности опубликованы в издании Current Biology.

До сих пор ученые жарко спорят, где и когда появились первые паукообразные и кто был их предком, — говорит Штраусфельд.

Внешне Моллисония напоминала других древних членистоногих: спереди — широкий щиток-»головогрудь», сзади — сегментированное тело с хвостом. Некоторые даже находили сходство со скорпионом, но не более того. Разгадка крылась внутри.

• Мозг Моллисонии был несегментированным и посылал нервные импульсы к клешневидным «коготочкам», очень похожим на хелицеры-»клыки» пауков.
• Нервные узлы, управлявшие пятью парами конечностей, были расположены уникальным, лучеобразным способом, характерным именно для паукообразных.

Но главное — весь мозг был будто вывернут наизнанку по сравнению с мозгом насекомых, ракообразных и даже тех же мечехвостов.

Это как если бы мозг мечехвоста перевернули задом наперед — и получили мозг паука, — поясняет Штраусфельд.

Соавтор исследования Фрэнк Хирт из King’s College London считает, что в этой перестановке — ключ к эволюционному успеху. Такая архитектура дает нервным центрам короткие пути к «исполнительным» circuitам, что обеспечивает невероятную ловкость и скорость. Молниеносная атака, искусное плетение паутины — все это может быть заслугой такого „перевернутого“ мозга.

Мозг паукообразных не похож ни на один другой на планете, — добавляет Штраусфельд. — Его устройство, вероятно, связано с вычислительной скоростью и контролем движений.

Ученый предполагает, что первые сухопутные колонизаторы — многоножки и древние насекомые — могли стать мишенью для этих продвинутых хищников. Возможно, именно паукообразные, уже тогда обладавшие уникальным мозгом, заставили насекомых изобрести свое главное средство спасения — крылья и полет.

Умение летать — серьезное преимущество, когда за тобой гонится паук. Но даже это не всегда спасает: миллионы насекомых все равно попадают в их шелковые сети.

Чтобы исключить случайность и доказать, что сходство — не результат параллельной эволюции, был проведен сложный статистический анализ 115 анатомических признаков. Он четко поместил Моллисонию в сестринскую группу по отношению к современным паукообразным. К сожалению, другие подобные окаменелости не сохранили отпечатки нервной системы. Но если у них был такой же мозг, их потомки могли дать начало всем ветвям современного мира пауков, скорпионов и их родни.

Реальная польза этого исследования лежит не в области прикладного пауководства, а в фундаментальном понимании принципов эволюции и нейробиологии. Зная, что такая сложная нейроархитектура, обеспечивающая феноменальную скорость обработки информации и точность управления телом, сформировалась так рано и в другой среде, мы можем:

1. Спроектировать более эффективные алгоритмы управления для роботов. Принципы «коротких путей» и модульной организации нервной системы паукообразных можно использовать для создания более быстрых и энергоэффективных систем управления движениями роботов-манипуляторов или автономных машин.
2. Лучше понять эволюцию нашего собственного мозга. Изучая кардинально разные, но столь же успешные пути эволюции нервной системы у разных ветвей животных, мы получаем уникальные данные для сравнения. Это помогает вычленить универсальные принципы организации сложного поведения и те «трюки», которые природа изобретала независимо друг от друга.

Основное критическое замечание заключается в методе интерпретации данных. Исследование построено на анализе единственной исключительно хорошо сохранившейся окаменелости. Хотя использованные техники фотографирования (под разными углами освещения, с поляризацией) и статистический анализ впечатляют, всегда остается пространство для субъективной интерпретации окаменелых нейронных структур. Нельзя полностью исключить, что мы видим не истинную структуру мозга, а артефакт сохранности — уникальное сочетание отпечатка тканей и минералов, которое лишь случайно совпадает с строением мозга пауков. Выводы потребуют обязательного подтверждения на других, столь же прекрасно сохранившихся образцах Mollisonia или ее близких родственников, что на данный момент является большой редкостью.

Ранее ученые выяснили, что потеря конечностей не влияет на скорость бега тарантула.