Есть мнение, что когда-то у хордовых животных поменялись местами брюшная и спинная стороны тела. Это мнение было высказано в комментариях и изрядно меня озадачило. Вроде, что-то такое и слышал. С одной стороны. Но с другой, не менялось же. И о чём, вообще, речь?
...Если речь о хордовых, то у них брюшная и спинная стороны тела местами не менялись. Однако, вопрос может касаться причин, по которым основной нервный ствол, идущий вдоль тела, у позвоночных проходит вдоль спинной стороны, а у беспозвоночных чаще вдоль брюшной. Но «чаще» здесь ключевое слово. К вопросу, «почему ключевое» ещё придётся вернуться.
Или же речь может идти о вторичноротых, у которых спинная и брюшная стороны тела, а также рот и анус, якобы, местами менялись. Но ключевое слово здесь «якобы», и вообще рассмотреть оба вопроса можно в комплексе, потому что это, скорее, один вопрос.
Следовательно, о спине и брюхе. Местами они у хордовых не менялись, поскольку изначально отсутствовали. Вот так примерно выглядели древнейшие предки типа, наиболее близкими к которым в современной биосфере являются полухордовые черви:
То что выглядели древнейшие наши предки неприлично, отдельный вопрос. Но где здесь верх, а где низ? Полухордовые живут в толще ила, – в однородной среде. Им всё равно где верх.
Однако у их предков – первых билатералий, низ был. Они ползали по поверхности ила, жили на границе сред. Но центральная нервная система тогда существовала лишь в проекте. По мере же её развития, ползающие животные предпочитали развивать нервный тяж внизу тела. Ибо на брюшной стороне располагалась мускулатура. Снизу же шли основные раздражители от контакта с субстратом. Плавающие же – сначала в иле, – и сидячие, предпочтений не имели. Позже, всплыв в толщу воды, – что стало магистральной линией эволюции хордовых, – животные стали отдавать предпочтение верхнему расположению нервного ствола. Ибо преимущественно со спинной стороны теперь располагалась мускулатура. Кишечник же с оси тела сместился вниз, поскольку питание илом предполагает заглатывание минеральных частиц, и съеденная пища перевешивала.
При этом, и ползающие, и плавающие животные одинаково развивали нервный узел, расположенный впереди тела над глоткой. Поскольку там, – с верхней стороны головы, – концентрировались светочувствительные клетки. Просто потому, что это было целесообразно с точки зрения улучшения обзора.
...То есть, «верх» и «низ» местами не менялись. Они не сразу появились и не у всех есть.
То же касается переда и зада. А точнее, рта и анального отверстия. Изначально-то отверстие было всего одно и функции совмещало.
Вот так выглядит в разрезе современная ксенотурбелла относящаяся к типу ксеноцеломорфов, близкому по строению к первым эдиакарским билатералиям.
Если ксенотурбеллу не резать, она выглядит ещё хуже. Разрез же показывает отсутствие у данной твари, – приплюснутый червяк, кстати, может достигать 10 сантиметров в длину, – органов, кроме желудка, одновременно являющегося и ртом. По сути, у ксеноцеломорфов есть только ткани, – нет кровеносной и дыхательной систем, нет мозга или чего-то такого, что за него может быть принято. Есть «статоцист», но это, кажется, не орган чувств, – функции образования непонятны… О том же, что к ориентации в пространстве пузырёк, выстланный изнутри ресничными клетками, отношения не имеет свидетельствует отсутствие сплетения нервных волокон вокруг него. Нервные клетки у ксенотурбеллы образуют сеть равномерно опутывающую всё тело. Ещё без концентрации сверху или снизу, о чём говорилось выше.
...А вот рот, – он же и анус – у ксенотурбеллы внизу, – ориентирован к пище, а питается она илом. И, понятно, что совмещение функций неудобно. Не в смысле даже «не гигиенично», а непрактично. Не имея отдельных входа и выхода (а также деления пищеварительной системы на глотку, желудок и кишечник) нельзя одновременно есть и переваривать пищу. Набивать внутреннюю полость новой порцией детрита есть смысл не раньше, чем предыдущая будет полностью переработала и выведена.
Из этих соображений потомки протоксеноцеломорфов (едва ли, впрочем, чем-то, кроме ДНК, от современных ксеноцеломорфов отличавшиеся) обзавелись вторым отверстием. Как это произошло, хороший вопрос, – эмбриология ответа на него не даёт, ибо воспроизводит эволюционное развитие недостаточно подробно. Скорее всего, «рот», имевший вид идущей вдоль тела щели, просто разделился…
Важно в данном случае, что второе ведущее во внутреннюю полость отверстие в эволюции билатералий – в разных линиях – появлялось дважды и независимо. Причём, один раз дополнительной дыркой оказался анус. Так появились первичноротые. Второй раз, новым отверстием стал рот, – у вторичноротых. Именно это и значит, что смена рта и ануса местами произошла лишь «якобы», а сами названия «первичноротые» и «вторичноротые» неудачны и сбивают с толку. Ведь сначала отдельных рта и ануса просто не было. В обоих случаях, таким образом, первое из отверстий сохранило половину первоначальных функций.
Точнее и справедливее было бы именовать первичноротых «вторичноанусными».
Почему в разных ветвях дополнительный путь в желудок использовался по-разному, – у одних билатералий как «вход», а у других как «выход»? Опять-таки, определённого ответа на данный вопрос нет. Неопределённый же связан с дефинициями «переда» и «зада». У первых билатералий, как и у ксеноцеломорфов сейчас, равно, как «верх» и «низ», таковые имелись. Поскольку они были существами ползающими. И совершенно логичным в данной связи представлялось иметь рот по курсу (поскольку цель движения – поиск пищи, она поступает спереди), а анус, соответственно, сзади. Но переход к прикреплённому образу жизни лишает понятия «переда» и «зада» смысла. Что делает выбор между первичным ртом-анусом и дополнительным отверстием случайным.
Вполне вероятно, что в своей эволюции ветвь билатералий, ведущая к вторичноротым (ветуликолиям, полухордовым, иглокожим, хордовым) проходила этап организмов ведущих прикреплённый образ жизни. Как минимум, прикреплённым животным является древнейшее (как считается) вторичноротое – докембрийская эрниетта.
Нельзя также исключить, что ветуликолии реконструируются неверно, и что прикреплённый образ жизни вели также и они.