• Виктор
  • Статьи
  • 1 мин. чтения

Минога помогла понять, как позвоночные животные отрастили голову


Японская, или тихоокеанская минога Lethenteron camtschaticum / © Takayuki Onai, University of Fukui / Автор: Pinaria Caprarius

Позвоночные играют особую роль в современной биосфере. Они крупные, сложноорганизованные и относятся к числу наиболее успешных в эволюционном плане животных. Позвоночные — это существа, имеющие позвоночник, которые относятся к типу хордовые. В него входят и некоторые другие животные, такие как ланцетники и оболочники. Они лишены позвоночника, но по крайней мере часть жизни имеют другую опорную структуру, которая тянется вдоль тела, — хорду.

Первые предки хордовых возникли на заре современного этапа эволюции биосферы — в кембрийском периоде. Считается, что они напоминали ланцетников — небольших современных хордовых, у которых нет ни позвоночника, ни даже головы: только хвост, прикрепленный к туловищу.

Вскоре появились и первые позвоночные — скорее всего, они были родственны ныне живущим круглоротым, прежде всего миногам. Эти животные имеют лишь примитивный череп и лишены челюстей, что не мешает им впиваться в тело рыб и паразитировать на них. Оставался большой вопрос: в какой момент позвоночные отрастили голову, то есть приобрели обособленный головной отдел тела и соответствующую часть скелета?

Одни ученые полагали, что голова первого позвоночного (а значит, и всех его потомков) образовалась из модифицированных позвонков, то есть исходно была частью позвоночника. Такое предположение одним из первых высказал еще Гёте. Другие утверждали, что череп появился самостоятельно и независимо, на основе каких-то других структур.

Японские исследователи, которые опубликовали статью в журнале iScience, утверждают, что нашли ответ на этот вопрос. С помощью серий ультратонких срезов и сканирующей электронной микроскопии они подробно изучили эмбриональное развитие японской, или тихоокеанской, миноги Lethenteron camtschaticum. Ранее столь детального и достоверного описания эмбриогенеза миног не было. Исследователи также изучили паттерны генной экспрессии у L. camchaticum, а для сравнения — ланцетников и полухордовых (беспозвоночные животные, близкие типу хордовых).

Динамика развития головной мезодермы миноги / © T. Onai et al., 2023

В центре пристального внимания ученых оказалось развитие мезодермы головы миноги, а также сомитов. Так называют парные мезодермальные образования, расположенные симметрично по бокам хорды и зачаточной нервной системы позвоночных.

Ранее эмбриологи заметили, что в головной части зародышей позвоночных также имеются парные образования — пузырьки, которые напоминают сомиты. Предстояло выяснить, действительно ли те и другие структуры имеют общее происхождение. Авторы новой статьи уверенно опровергли такую связь.

Они подтвердили, что в голове зародыша миноги действительно появляются характерные кластеры (скопления) клеток. Однако они не имеют форму розеток (круга с отверстием посередине), которую чаще всего принимают сомиты позвоночных. Такие розетки важны на последующих стадиях развития зародыша. Более того, в тканях развивающейся миноги не обнаружено активности генов, участвующих в формировании сомитов и разделении зародыша на сегменты — находящиеся друг за другом похожие участки.

Выходит, мезодерма головы позвоночных животных развилась независимо от позвонков и уже на самых ранних этапах эволюции. В то же время сомиты, по мнению авторов исследования, скорее всего, возникли у еще более древнего общего предка вторичноротых — крупной группы животных, куда входят хордовые (включая позвоночных), полухордовые и иглокожие.

Ученые считают, что их статья положит конец длившимся полтора века спорам зоологов о том, появилась голова позвоночных «сама по себе» или была всего лишь производным их позвоночника.


Source: https://oaoo.ru/biolog/minoga-pomogla-poniat-kak-pozvonochnye-jivotnye-otrastili-golovy.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Секвенирование генома раскрыло историю исчезнувших шерстистых собак индейцев

Шерстистая собака, жившая в XIX веке, в представлении художника. Ее шкура хранится в Смитсоновском институте в США /...

Микробиом из кишки личинки станет «машиной» по переработке пластика

Zophobas atratus / Ⓒ The Scientist / Автор: Caristania Fabricius В последнее десятилетие личинки чешуекрылых и жесткокрылых насекомых, таких как Tenebrio...

Новый вид жуков с гениталиями в форме открывалки назвали в честь Carlsberg

Новый вид жуков-стафилинид рода Loncovilius, названный Loncovilius carlsbergi в честь датской пивоваренной компании Carlsberg / Автор: Екатерина Лебедева...

Органическое земледелие навредило окружающей среде

Органическое земледелие становится все более модным по всему миру, включая даже такие страны, как Индия / © happyharvestfarms.com...

Запах противоположного пола ускорил старение

Кадр из мультфильма «Микки Маус» / © disney.com Живые организмы, которые не способны говорить, общаются разными способами. Одни...

Движения хвоста сперматозоида объяснили математикой Алана Тьюринга

© Shutterstock / Автор: Caristania Fabricius Алан Тьюринг — британский математик и криптограф. Ученого считают основоположником теоретической информатики...

Ленивые садоводы оказались лучшими друзьями бабочек

Бабочка-монарх / © Williamsburg Botanical Gardens Virginia, Flickr Первое научное свидетельство того, что наличие участков с высокой травой...

Потепление океанов грозит слепотой и гибелью осьминогов

Осьминог Octopus berrima / © Museums Victoria, Julian Finn Исследование, которое провели специалисты Аделаидского университета совместно с коллегами...

Кошки манипулируют хозяевами в играх с принесением предметов

© Getty / Автор: Ольга Кузьмина Игры с бросанием игрушек и других предметов питомцам широко практикуют собаководы. Описаний...

Змеи узнали себя в «зеркальном тесте»

Учащенное щелканье языком, которое показывали восточные подвязочные змеи в ответ на их слегка измененный запах, указывает на признак...

Мегафауна сформировала биоразнообразие экосистем земной суши

Реконструкция мамонта художника Хосе Оливье / © flickr.com На протяжении миллионов лет крупные травоядные животные, называемые мегафауной, влияли...

Генетики узнали, как наши предки потеряли хвосты

Генетики узнали, как наши предки потеряли хвосты / © Getty images Считается, что потеря хвоста у группы приматов,...

«Живая кожа» защитила Великую Китайскую стену от полного разрушения

Великая Китайская стена / © Xinhua, Chen Zhonghao / Автор: Godefridus Victorinus Великая Китайская стена — одно из...

Зачем самки кричат во время секса?

©Wikipedia / Автор: Lampronia Auxilius В своей книге «Эволюция человека: Обезьяны, кости и гены» российский биолог, палеонтолог, эволюционный...

Парадоксы биологии, которым до сих пор нет объяснения

Биосфера полна странных и удивительных явлений. Достаточно просто взглянуть на акул-домовых и утконосов. Биология может многое рассказать о...

Музыка смягчила хроническую боль у самок лучше, чем у самцов

Оценка динамики выработки дофамина / © Montse Flores-García et al. Хронические боли — долгие и непроходящие болевые ощущения...

Вулканические молнии признали возможной причиной возникновения жизни

Вулканические молнии признали возможной причиной возникновения жизни / © Midjourney Образование белков и нуклеиновых кислот — важнейший процесс...

Мыши впервые узнали себя в зеркале, после чего биологи отключили им это умение

Лабораторная мышь / © Getty images / Автор: Ирина Мельникова Зеркальный тест — это эксперимент, который в 1970...

Секс до смерти и каннибализм: биологи рассказали о жизни сумчатых мышей из Австралии

Antechinus mimetes поедает своего недавно умершего сородича / © Elliot Bowerman / Автор: Ольга Кузьмина В работе, опубликованной...

Увеличение мозжечка адаптировало мозг позвоночных к полету

ПЭТ головного мозга голубя, показывающие поглощение изотопа FDG, связанное с исходным состоянием покоя (вверху) и полетом (внизу). Более...