Фото: Bernard Weil / Zuma / Globallookpress.com
Группа
генетиков из Кембриджского университета и Морской биологической
лаборатории (Marine Biological Laboratory) доказала, что конечности
человека могли эволюционировать из жабр хрящевых рыб, таких как акулы
или скаты. Оказалось, что за развитие жаберных дуг и человеческих рук и
ног отвечает один и тот же ген, названный Sonic hedgehog.
Результаты исследования опубликованы в журнале Development.
Впервые гипотеза происхождения плавников рыб, а затем и конечностей сухопутных животных от жаберных структур хрящевых рыб была предложена в 1878 году немецким анатомом Карлом Гегенбауэром. Хрящевые рыбы, в отличие от костных, обладают жаберными перегородками, которые прикреплены к сводам хрящевой дуги и защищают жабры от повреждений. От самих дуг отходят пальцевидные жаберные лепестки. Однако ни одна из найденных окаменелостей не подтверждала предположение анатома.
Ученые проверили идею Гегенбауэра, используя новейшие генетические методы в исследованиях эмбрионов ската, и обнаружили сходство в механизмах, участвующими в образовании жаберных дуг у хрящевых рыб и конечностей у человека. По словам биологов, ключевую роль играет ген Sonic hedgehog, названный так в честь героя компьютерных игр Ежика Соника.
Sonic hedgehog, который участвует в развитии конечностей человека и определяет формирование каждого пальца, оказался важен и для образования жаберных лучей в эмбрионах ската. У млекопитающих ген указывает организму, как будут располагаться оси развития конечностей, например с какой стороны будет находиться большой палец, а с какой — мизинец. Позднее он начинает поддерживать рост конечности. Чтобы проверить, выполняет ли ген те же самые функции в рыбах, ученые подавили его активность на разных этапах роста эмбриона.
Если Sonic hedgehog ингибировать в самом начале развития, жаберные лепестки будут образовываться на неправильной стороне дуги. На поздних этапах прерывание активности гена приводило к тому, что жаберные лепестки оказывались недоразвитыми. Подобным образом ген работает и с конечностями человека.
Генетики подчеркивают, что работа не доказывает происхождение рук и ног человека от жабр, однако в любом случае их развитие управляется одной и той же генетической программой, а значит, они имеют фундаментальную эволюционную взаимосвязь. Ученые надеются, что новые окаменелости помогут ответить на вопрос, действительно ли конечности животных произошли от жабр или они формировались отдельно, но позаимствова
Результаты исследования опубликованы в журнале Development.
Впервые гипотеза происхождения плавников рыб, а затем и конечностей сухопутных животных от жаберных структур хрящевых рыб была предложена в 1878 году немецким анатомом Карлом Гегенбауэром. Хрящевые рыбы, в отличие от костных, обладают жаберными перегородками, которые прикреплены к сводам хрящевой дуги и защищают жабры от повреждений. От самих дуг отходят пальцевидные жаберные лепестки. Однако ни одна из найденных окаменелостей не подтверждала предположение анатома.
Ученые проверили идею Гегенбауэра, используя новейшие генетические методы в исследованиях эмбрионов ската, и обнаружили сходство в механизмах, участвующими в образовании жаберных дуг у хрящевых рыб и конечностей у человека. По словам биологов, ключевую роль играет ген Sonic hedgehog, названный так в честь героя компьютерных игр Ежика Соника.
Sonic hedgehog, который участвует в развитии конечностей человека и определяет формирование каждого пальца, оказался важен и для образования жаберных лучей в эмбрионах ската. У млекопитающих ген указывает организму, как будут располагаться оси развития конечностей, например с какой стороны будет находиться большой палец, а с какой — мизинец. Позднее он начинает поддерживать рост конечности. Чтобы проверить, выполняет ли ген те же самые функции в рыбах, ученые подавили его активность на разных этапах роста эмбриона.
Если Sonic hedgehog ингибировать в самом начале развития, жаберные лепестки будут образовываться на неправильной стороне дуги. На поздних этапах прерывание активности гена приводило к тому, что жаберные лепестки оказывались недоразвитыми. Подобным образом ген работает и с конечностями человека.
Генетики подчеркивают, что работа не доказывает происхождение рук и ног человека от жабр, однако в любом случае их развитие управляется одной и той же генетической программой, а значит, они имеют фундаментальную эволюционную взаимосвязь. Ученые надеются, что новые окаменелости помогут ответить на вопрос, действительно ли конечности животных произошли от жабр или они формировались отдельно, но позаимствова
в для себя те же самые механизмы.
