Кто такие вторичноротые, когда и как они возникли, почему люди — это перевернутые червяки и кто из первых хордовых был предком человека, расскажет глава из книги антрополога Станислава Дробышевского «Палеонтология антрополога. Докембрий и палеозой», вышедшая в издательстве Бомбора.

Великое событие кембрия — возникновение вторичноротых и, более того, хордовых животных. Как известно, билатеральные существа по эмбриологическим данным довольно четко разделяются на первично- и вторичноротых. Главное их различие — порядок формирования двух концов пищеварительной трубки: у первичноротых на стадии гаструлы сначала впячивается бластопор — рот, а потом открывается анальное отверстие, у вторичноротых — наоборот, сначала анус (причем первоначальный бластопор успевает закрыться, а анус открывается заново примерно там же), а потом — рот. На протяжении двухсот лет зоологи, эмбриологи и анатомы спорили, что бы это значило: является ли человеческая голова аналогом мушиной задницы, или головы одинаковы, просто дело в порядке открывания отверстий. Окончательное решение пришло с открытием и изучением Hox-генов (или гомеозисных), которые запускают формирование передне-задней сегментации.

Hox-генов около десятка, причем часто они располагаются на хромосоме по порядку друг за другом. Первые Hox–гены и у людей, и у мух активируют другие группы генов, которые в итоге приводят к образованию головы, следующие — середины тела, последние — заднего конца. Были даже проведены эффектные эксперименты по пересадке Hox-генов от мух мышам и наоборот: несмотря на грандиозное время расхождения эволюционных ветвей, Hox-гены оказались настолько стабильны, что работоспособны при работе в столь отличных чужих организмах. При этом мыши с мушиными генами развивались как надо, с мышиными головами, а мухи с мышиными генами — с мушиными головами. Дело в том, что гены конкретного строения головы — глаз, челюстей, мозга — это уже не Hox-гены, а другие, возникшие позже. Получается, что общий предок не имел деталей строения головы, так что головной конец у первично- и вторичноротых гомологичен (то есть имеет единое эволюционное и эмбриональное происхождение и генетическое обеспечение как раз Hox-генами), а глаза, челюсти и прочее — аналогичны (то есть возникли независимо из разных закладок разными путями в силу схожих потребностей и обеспечиваются разными генами).

Как обычно, существуют довольно многочисленные отклонения и исключения. Так, современная улитка живородка Viviparus неожиданно вторичноротая, хотя все моллюски образцовые первичноротые; щетинкочелюстные Chaetognatha и волосатики Nematomorpha имеют вторичноротый эмбриогенез, но первичноротую анатомию. Для некоторых кольчатых червей, моллюсков, членистоногих и онихофор типична амфистомия, когда исходный единый бластопор вытягивается и разделяется на два отверстия, подобно тому, что предполагается у древнейших предков. У некоторых онихофор и рот, и анус закладываются независимо впереди от бластопора, у немертин тоже независимо, но рот — впереди, а анус — позади от бластопора. Другое важное отличие — относительное положение в теле пищеварительной и нервной систем: у первичноротых нервные тяжи с ганглиями обычно более-менее парные и идут под кишечником, по брюшной стороне, а у вторичноротых хордовых нервная трубка следует над пищеварительной трубкой по спинной стороне. Перевернуты и другие органы: направление тока крови по сосудам, сердце, печень, желток у зародышей, места активации специфических регуляторных белков. Как и с Hox-генами, проводились эксперименты по пересадке генов, определяющих формирование верха и низа у дрозофил («спинной» DPP и «брюшной» SOG) и лягушек (CHD и BMP-4, соответственно): спинные лягушачьи запускают у мухи образование живота, брюшные — спины. Из более специфических отличий нельзя не упомянуть спиральное дробление зиготы и формирование целома из расщепления мезодермы у первичноротых и радиальное дробление и формирование целома из выпячиваний кишечника у вторичноротых.