Древнейший пример материнской заботы у моллюсков: эмбрионы возрастом 130 млн лет найдены в жабрах

Современные двустворчатые моллюски семейства унионид (Unionida), к которым относятся знакомые нам перловицы и жемчужницы, обладают удивительным репродуктивным механизмом. Чтобы выжить в бедной кальцием пресной воде, самки вынашивают оплодотворенные яйца в особых камерах — марсупиях, которые образуются из ткани их жабр. Эмбрионы развиваются внутри матери до стадии личинок, а затем выходят наружу, чтобы временно паразитировать на рыбах. До сих пор палеонтологи не находили прямых доказательств такого поведения у ископаемых моллюсков.

Необычная находка: окаменелости с сохранившимися тканями

Ученые изучили три исключительно хорошо сохранившихся экземпляра вида Margaritifera valdensis. Еще в XIX веке биологи заметили внутри раковин этих моллюсков темное вещество, названное «моллюскитом», и предположили его органическое происхождение. Современные методы — оптическая и сканирующая электронная микроскопия, рентгеновская дифракция и электронный микрозонд — позволили различить структуры, возникшие при жизни, и продукты посмертных геохимических процессов.

В жабрах исследованных образцов удалось идентифицировать четыре анатомических элемента: опорные стержни, межтканевые перемычки, мягкие ткани и минеральные микросферулы. Все они сохранились благодаря фосфатизации — образованию защитного слоя из фосфатов. Микросферулы состоят из фторапатита и у современных видов служат резервуаром кальция. В пресной воде, где не хватает строительного материала для раковин, моллюски накапливают кальций в этих сферулах, а затем используют его для формирования раковин развивающихся эмбрионов.

Эмбрионы и личинки внутри жабр: прямое доказательство заботы

В двух из трех изученных образцов внутри жабр обнаружены многочисленные окаменелости эмбрионов и личинок на разных стадиях развития — от недавно оплодотворенных яйцеклеток до сформированных личинок. В одном образце личинки сохранились в так называемой «позе бабочки»: с приоткрытыми створками, словно готовые к выходу. Некоторые эмбрионы находились в прямом контакте с минеральными сферулами, а сами сферулы — внутри зародышей. Это первое в истории прямое палеонтологическое подтверждение того, что кальций из материнских запасов перемещается в формирующуюся раковину потомства.

Третий изученный образец, в котором не было ни эмбрионов, ни личинок, по-видимому, принадлежал моллюску вне репродуктивного периода. Таким образом, сложная форма материнской заботы с вынашиванием потомства в специализированных отделах жабр сформировалась у пресноводных моллюсков не позднее раннего мела — 130–120 миллионов лет назад. Именно этот механизм, решивший проблему дефицита кальция в пресных водах, обеспечил моллюскам разнообразие и широкое расселение в мезозойскую эру.