Рыбные ягодицы могут быть причиной того, что у нас теперь есть пальцы
Причина, по которой у людей сегодня есть пальцы, может быть, в рыбьем хлопушке.
Новое исследование происхождения образования цифр показывает, что ДНК-переключатель, контролирующий развитие пальцев рук и ног, начал регулировать образование клоаков рыб 380 миллионов лет назад.
Это прекрасная иллюстрация того, как природа использует этос «не тратьте, не хотите» в действии: зачем создавать новые генетические инструменты с нуля, когда существующие можно перепрофилировать для этой работы?
Связанные с: Дикие новые исследования предполагают, что у задниц когда-то была совсем другая цель
«Тот факт, что эти гены участвуют, является ярким примером того, как эволюция внедряет инновации, перерабатывает старое, чтобы сделать новое», — говорит генетик Денис Дюбуле из Женевского университета в Швейцарии.
Вместо того, чтобы строить новую систему регулирования для цифр, природа перепрофилировала существующий механизм, первоначально активный в клоаке.
Вопрос о том, как четвероногие или четвероногие животные развили цифры от наших рыбных предков, ученые пытались ответить в течение некоторого времени. Одна школа мысли предполагает, что цифры получены из плавников, но это не единственное возможное объяснение наших подвижных, ловких придатков.
Развитие образования тетраподных цифр кодируется в генах под названием Hoxd , которые являются частью большого регуляторного ландшафта. Команда американских и швейцарских исследователей сравнила геномы рыб и мышей, в частности, глядя на области рядом с генами Hoxd , которые содержат ДНК-переключатели, которые их контролируют.
У рыбок-зебр нет цифр, и они не имеют некоторых генов Hoxd, как обнаружили исследователи. Однако у них все еще есть генетический регуляторный ландшафт, прилегающий к их оставшимся генам Hox с переключателями ДНК. Это подняло вопрос о том, какую функцию первоначально выполнял этот ландшафт.
Хоксактивность. (Брент Хокинс/UNIGE)
Так, исследователи пометили некоторые из этих переключателей как у мышей, так и у рыбок данио флуоресцентными маркерами, чтобы осветить ткани, экспрессирующие гены. Для эмбрионов мышей переключатели загорались в цифрах, но для рыбок данио это была клоака.
Следующим шагом было определить, что будет делать удаление этих элементов с помощью CRISPR-Cas9 — и снова результаты были довольно ясны. У мышей с удаленной регуляторной областью пальцы рук и ног не развивались правильно. У рыбок данио клоака не формировалась по плану — не плавники рыбы.
Эти результаты, по словам исследователей, свидетельствуют о том, что первоначальная роль регулирующего ландшафта заключалась в содействии развитию клоаки, многоцелевого отверстия, используемого для выведения и размножения.
Исследование показывает, что, поскольку четвероногие произошли от водных предков, этот ландшафт был использован по-новому.
«Общая особенность между клоакой и цифрами заключается в том, что они представляют собой терминальные части», — говорит генетик Орели Хинтерманн, которая работала с Женевским университетом во время исследования и в настоящее время находится в Институте Стоуэрса в США.
Иногда они являются концом трубок в пищеварительной системе, иногда концом ног и рук, то есть цифрами. Поэтому оба отмечают конец чего-то.
Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы изучить эту связь и другие вещи, которые могли измениться в ходе эволюции жизни на Земле, но одно кажется очевидным.
Никогда больше не будешь думать о рыбьих пальцах так же.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
