Главная / Новое исследование подтверждает старую теорию о том, что человеческие конечности сформировались из жабр акул
20.04.2016 |
|
 В 1878 году немецкий анатом Карл Гегенбаур высказал предположение, что между жабрами хрящевых рыб (а это акулы и скаты) и конечностями позвоночных есть эволюционная связь. С этого времени ученые, по большей части, отказались от теории из-за отсутствия доказательств, полученных при изучении окаменелостей древних животных. Однако, последние генетические исследования предполагают, что такая связь все-таки существует.
Исследование, проведенное в Кембриджском Университете в Великобритании, было посвящено гену под названием Sonic hedgehog. Это ген, кодирующий один из трёх белков семейства hedgehog («ежиков»), и назван он был, действительно, в честь видеоигры. Ген определяет также, в каком порядке на руке следует расти пальцам и контролирует рост костей конечностей в целом.
Оказалось, что он связан с рыбами. У хрящевых рыб жабры защищены кожистыми наростами, которые поддерживаются арками из хрящевой ткани. Эти арки имеют наросты, похожие на пальцы. Такие наросты называются жаберными лучами. Ген «звуковой ежик» выполняет те же самые функции в развитии жаберных лучей у эмбрионов скатов.
Исследователи пишут в статье, опубликованной в журнале Development на этой неделе, что их работа может пролить свет на то, как появились позвоночные животные, основная характеристика которых – парные конечности.
«Гегенбаур посмотрел на жаберные лучи, которые подсоединяются к жаберным аркам, и заметил, что это соединение похоже на суставы позвоночных. Жаберные лучи протягиваются, как пальцы, вдоль жаберной арки акул», говорит Эндрю Гиллис, ведущий исследователь.
«Тот факт, что ген «звуковой ежик» выполняет те же самые функции при формировании жаберных арок и лучей, что и в развитии конечностей эмбрионов позвоночных животных, может помочь объяснить, как Карл Гегенбаур пришел к своей противоречивой теории».
Для того, чтобы определить, что ген «Звуковой ежик» выполняет одни и те же функции и у людей, и у рыб, ученые провели эксперимент. Они подавляли действие гена на разных стадиях развития скатов. Исследователи обнаружили, что, если ген перестает действовать на ранней стадии эмбрионального развития, жаберные лучи растут с обратной стороны хрящевой арки. Если ген был приостановлен позже, жаберные лучи росли правильно, однако, их было гораздо меньше, чем должно быть в норме.
«Такие эксперименты могут быть интерпретированы как доказательство тому, что конечности позвоночных развиваются по одной и той же генетической программе, что и жаберные арки. Возможно, что и конечности, и плавники эволюционировали путем трансформации хрящевой жаберной арки у одного общего древнего предка», говорит Эндрю Гиллис.
«Однако, может быть и такое, что эти структуры эволюционировали отдельно друг от друга, а одна и та же программа была использована повторно. Без доказательств, полученных из окаменелостей животных, теория остается загадочной. Дело в том, что удается найти либо окаменелости видов, вообще не имеющих плавников, либо окаменелости животных с двумя плавниками – между ними нет плавного перехода. Пока что мы не можем быть уверены, как сформировались парные конечности».
Далее Эндрю Гиллис планирует опыты и с другими генами, участвующими в развитии конечностей.
|
|
