Гени з клоаки, а не плавців риб посприяли формуванню пальців у наземних тварин

Відповідальними за формування пальців у наземних тварин виявилися гени, що у риб відповідальні за формування клоаки — кінцевої частини кишківника, у яку також виходять сечові та статеві протоки. Раніше науковці вважали, що за формування пальців у наземних тварин відповідальні гени плавців давніх риб. Однак нове відкриття є ще одним свідченням на користь теорії про те, що для появи нових ознак у живих організмів просто видозмінюються вже наявні гени з достатньо схожими функціями. Дослідження опублікували в журналі Nature.

Рибка даніо-реріо, дослідження на якій показали зв'язок між генами клоаки та пальців наземних тварин. University of Bristol

Як довели зв’язок між пальцями та клоакою?

Науковцям було відомо, що за формування пальців у наземних тварин, зокрема людини, відповідальні гени Hoxd і розташовані поблизу регуляторні комплекси цих генів. Хоча у риб пальців немає, вони мають подібний регуляторний комплекс, який раніше вважали відповідальним за формування у них плавців. Щоб остаточно з’ясувати зв’язок генів Hoxd у наземних тварин і риб, науковці досліджували їх у мишей і рибок даніо-реріо. Для цього вони спершу визначали, у яких клітинах цих тварин гени найбільш активні, а потім — як їх видалення вплине на розвиток ембріонів тварин.

Дослідники з’ясували, що у мишей регуляторні ділянки генів Hoxd були найбільш активними у пальцях, а у рибок даніо-реріо — в клоаці. Також на мишах науковці виявили, що регуляторні ділянки генів Hoxd знаходяться поблизу генів, які відповідальні за формування урогенітального синуса — ембріональної структури, з якої формується сечостатева система. Видалення цих регуляторних ділянок в ембріонів мишей призвело, як і очікували дослідники, до порушення формування пальців передніх і задніх лап.

Водночас у рибок даніо-реріо воно не вплинуло на формування плавців, натомість порушуючи формування клоаки в ембріонів. Як вважають науковці, термінальне, тобто прикінцеве розташування клоаки та пальців і посприяло тому, що за їх формування відповідальні одні й ті самі регуляторні гени.

• Останнім часом науковці все частіше дізнаються про риси, які люди успадкували від риб. Так чутливі зуби виявилися пристосуванням для виявлення небезпеки та спершу були розташовані на шкірі. А рухливі суглоби, потрібні для ходіння на суші, виникли в риб задовго до їх виходу на поверхню.