Биологи узнали, где у морских звезд голова

Морские звезды — это беспозвоночные животные, относящиеся к типу иглокожих. К нему же принадлежат еще морские ежи, голотурии (морские огурцы) и морские лилии. Отличительная особенность первых — звездообразное строение с конечностями-лучами. Чаще всего их пять, но встречаются экземпляры с меньшим или большим количеством лучей (три, четыре, шесть и более).

Если при взгляде на червя либо рыбу сразу понятно, где у них голова и хвост, то в случае с морской звездой, у которой каждая из рук-лучей может быть ведущей при перемещении по морскому дну, остается только гадать, какая часть тела — передняя, а какая задняя. Некоторые даже полагали, что у этих животных вовсе нет головы как таковой. Однако исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что в действительности все, скорее, наоборот.

Раскрыть давний секрет иглокожих удалось команде ученых из Стэнфорда, Калифорнийского университета в Беркли (США), Саутгемптонского университета (Великобритания) и еще нескольких исследовательских организаций.

Авторы исследования Лоран Формери (слева) и профессор биологии Кристофер Лоу с морскими звездами / © LiPo Ching / Stanford University

С помощью высокотехнологичных молекулярных и геномных методов, таких как микротомография и цитологическая гибридизация (гибридизация in situ), ученые детально проанализировали структуру морских звезд Patiria miniata.

В результате они обнаружили генные сигнатуры, связанные с развитием клеток головы у других животных, практически по всему телу молодых морских звезд, с локализацией в центре и посередине каждой из конечностей-лучей. При этом гены, управляющие ростом хвостовой области, выявили по периметру.

Еще удивительнее то, что в тканях не оказалось генных структур, связанных с развитием «туловища». То есть, получается, что в результате эволюции морские звезды превратились в «головоподобных» существ.

«Похоже, у морской звезды полностью отсутствует туловище, и самое подходящее описание для этого животного — ползающая по морскому дну голова», — пояснил ведущий автор исследования Лоран Формери (Laurent Formery).

Впрочем, у некоторых причудливо выглядящих предков морских звезд, которые сохранились до наших дней в виде ископаемых останков, туловище, видимо, все же имелось, добавил Формери. Это ставит перед учеными массу новых вопросов, на которые планируется ответить в следующих работах.

В частности, специалисты хотят выяснить, прослеживается ли генетическая структура, обнаруженная у морских звезд, у других иглокожих — морских ежей и морских огурцов. Также команда надеется, что исследования морских звезд смогут пролить свет на эволюцию нервной системы животных, вдохновить на инновации в медицине и расширить подходы к борьбе с человеческими болезнями.