Подивіться на свої руки. Складний механізм, що дозволяє вам тримати смартфон і читати цей текст, є одним із ключових еволюційних надбань людства. Проте нове дослідження, опубліковане сьогодні, пропонує вельми несподівану відповідь на питання про походження наших пальців. Виявляється, ми можемо завдячувати їм… анальному отвору стародавніх риб. Науковці виявили, що генетичний «перемикач», який сьогодні керує розвитком пальців рук і ніг, близько 380 мільйонів років тому виконував зовсім іншу функцію — регулював формування риб’ячої клоаки, пише T4.
Це відкриття є яскравою ілюстрацією одного з головних принципів еволюції: природа надзвичайно ощадлива. Замість того, щоб створювати нові генетичні інструменти з нуля для кожної нової потреби, вона часто перепрофільовує вже існуючі. «Це вражаючий приклад того, як еволюція впроваджує інновації, переробляючи старе для створення нового», — пояснює генетик Деніс Дюбуль з Женевського університету. «Замість того, щоб будувати абсолютно нову регуляторну систему для пальців, природа адаптувала механізм, що спочатку був активним у клоаці».
Щоб розгадати цю таємницю, команда швейцарських та американських дослідників порівняла геноми мишей, які мають пальці, та рибок даніо-реріо, у яких їх немає. Вони зосередилися на групі генів під назвою Hoxd та на ділянках ДНК, що їх контролюють. За допомогою флуоресцентних маркерів вчені «підсвітили» ці ДНК-перемикачі в ембріонах. У мишей маркери засяяли в кінчиках лапок, де формувалися пальці. А от у рибок та сама генетична програма активувалася в ділянці, де розвивалася клоака — багатофункціональний отвір, що використовується для виділення та розмноження.
Наступним кроком стало використання технології CRISPR-Cas9 для видалення цієї регуляторної ділянки ДНК. Результати були однозначними. У мишей без цього генетичного коду пальці та кігті не змогли розвинутися належним чином. У рибок же постраждала не плавники, а саме клоака. Це переконливо довело, що один і той самий генетичний інструмент виконує абсолютно різні функції у далеких родичів.
Дослідники припускають, що коли наші предки-тетраподи (чотирилапі тварини) почали виходити з води на сушу і розвивати кінцівки, еволюція використала вже наявну генетичну програму, призначену для формування «кінцевої» частини тіла — клоаки. Цю програму було «скопійовано» та адаптовано для створення нових кінцевих структур — пальців. Як зазначає генетик Аурелія Хінтерманн, «спільною рисою клоаки та пальців є те, що вони являють собою термінальні, тобто кінцеві, частини».
Це дивовижне відкриття не лише проливає світло на одну з ключових подій в історії життя на Землі, але й змушує по-новому поглянути на наше власне тіло. Тож наступного разу, купуючи рибні палички, згадайте, що ви, можливо, тримаєте в руках ключ до однієї з найбільших таємниць еволюції.
Читайте також: В уламку метеорита виявили “щупальця” невідомого звіра.
