Почему у пауков 8 ног?

Похоже, что идеального количества ног не существует. У людей две ноги, у собак — четыре, у насекомых — шесть, а у многоножек их может быть более 1000. Так что же заставило пауков довольствоваться именно восемью ногами? Ответ узнал проект LiveScience.

«Я думаю, что лучший ответ и самый простой ответ заключается в том, что у пауков восемь ног, потому что их родители были такими», — сказал Live Science Томас Хегна, доцент палеонтологии беспозвоночных в Государственном университете Нью-Йорка во Фредонии. «Но затем это становится своего рода регрессом, и где-то все это должно было начаться».

Если мы проследим последовательность родителей восьминогих пауков примерно 500 миллионов лет назад, в среднем кембрийском периоде, мы придём к корню линии хелицератов, группы членистоногих, в которую входят пауки. Если мы вернёмся ещё дальше, на 541 миллион лет назад, мы найдем обитавших в океане лобоподов, предков всех членистоногих.

Название "лобопод" относится не к одному виду, а к большому разнообразию видов с довольно простыми телами. По сути, это были червеобразные существа с сегментированными телами. На каждом сегменте были примерно одинаковые пары коротких ног, и этот рисунок сохранялся по всей длине их тел.

По мере эволюции лобоподов они начали специализировать свои ноги и сращивать сегменты тела. Ранние хелицераты, по-видимому, слили свои маленькие сегменты тела в два больших: голову и брюшко. Учёные не уверены, почему, но голова сохранила ноги, а брюшко их лишилось. К тому времени, когда пауки появились 315 миллионов лет назад, они унаследовали строение тела, которому, вероятно, уже 150 миллионов лет.

Неясно, какое давление окружающей среды, если таковое имело место, заставило хелицератов остановиться на своём восьмилапом строении. Однако мы многое знаем о том, откуда взялись их ноги, и это странно.

«Эти ноги на самом деле являются частью их рта», — сказал Live Science Нипам Патель, биолог-эволюционист и директор Морской биологической лаборатории при Чикагском университете.

Поскольку пауки, насекомые, ракообразные и многоножки произошли от предка, у которого, вероятно, было сегментированное тело с набором придатков на каждом сегменте, эти виды являются лишь сильно модифицированными риффами этого базового плана. По словам Пателя, все придатки членистоногих, включая ноги, усики и даже мандибулы (челюсти), можно проследить до короткого придатка лобопод.

Возьмите креветку-богомола. Плавает с помощью пучка маленьких ножек на сегментированном брюшке. На головогруди (сросшиеся голова и грудная клетка) расположены ходильные ноги, а рядом со ртом маленькие придатки, которые не только образуют его челюсти, но и подбрасывают пищу в рот, чтобы помочь ему есть.

Сравните с насекомым, у которого брюшко не имеет придатков. Зато у него есть шесть ног на грудной клетке, а голова и рот устроены в основном так же, как у креветки-богомола.

Далее, есть пауки.

«Если посмотреть на эмбрион паука, то он выглядит точно так же, как эмбрион насекомого», — говорит Патель. «За исключением того, что ноги у него растут только на голове. Но вместо того, чтобы использовать их в качестве ротовых аппаратов, он использует их для ходьбы».

Причина, по которой пауки ходят с помощью придатков на морде, восходит к лобоподам и первоначальному хелицератному плану тела. В то время как современные членистоногие избалованы специализированными придатками, лобоподы были червеобразными существами с множеством наборов примерно одинаковых придатков.

«Изначально все ноги были одинаковыми», — рассказала Live Science научный сотрудник Морской биологической лаборатории Хизер Брюс. «Но затем первые придатки стали различаться как сенсорные придатки, например, для восприятия и захвата пищи».

С этого момента хелицеровые предки пауков начали расходиться с другими группами. У предков насекомых и ракообразных многозадачные передние придатки лобопод утратили способность захватывать и питаться и превратились в специализированные сенсорные структуры, называемые антеннами. Но у хелицератов те же придатки утратили свои сенсорные возможности и превратились в клыки.

Между тем, вторая пара ног хелицератов превратилась в набор хватательных придатков, называемых педипальпами; следующие четыре набора ног остались в роли ходячих ног, а все придатки после этого были потеряны.

Ну, не все. «Спиннереты произошли от паучьих лапок», — сказала Брюс. «В янтаре есть окаменелости вида, который выглядит предком как пауков, так и скорпионов, поэтому у него есть некоторые промежуточные черты между ними. И на этой окаменелости есть очень чёткие ноги, свисающие с брюшка».