Рыбы заранее готовились к выходу на сушу

«Рыбоног» Tiktaalik roseae (вверху) и современная рыба-веслонос, хотя обладающая плавниками, но несущая в себе гены, потенциально связанные с развитием кисти и пальцев (иллюстрация и фото с сайта news.bbc.co.uk).

Эволюционный переход от плавников к конечностям при выходе животных на сушу, с точки зрения генетики, не был резким скачком. Это было плавное изменение, подготовленное заранее. Об этом говорят Маркус Дэвис (Marcus Davis) и его коллеги из университета Чикаго (University of Chicago).

Новое генетическое исследование особенно интересно в связи со сравнительно недавним открытием так называемого потерянного звена — окаменелостей древнего животного, промежуточного между рыбами и сухопутными тварями.

Tiktaalik roseae обладало уже не плавниками, но ещё не лапами, а промежуточной по анатомическому строению структурой, которая позволяла ему хорошо перемещаться и в воде, и на суше. Об этой удивительной ходячей рыбе, жившей 375 миллионов лет назад, мы детально рассказывали.

Однако работа Дэвиса и его коллег показывает, что генетические предпосылки для развития ног из плавников появились у рыб намного раньше. Авторы исследования изучили выражение генов Hox, как давно известно, участвующих в развитии конечностей и плавников (и в современных рыбах, и в четвероногих животных).

У последних (наземных животных) существует две фазы выражения генов Hox. В раннем развитии животного действует первая фаза, связанная с ростом конечности, а позже включается вторая, которая влияет на формирование пальцев.

Вместе с тем, в популярной у исследователей рыбке полосатый данио (zebrafish) есть только первая фаза. Потому ранее биологи выдвинули гипотезу, что вторая фаза выражения Hox должна быть эволюционной новинкой, связанной с происхождением у животных рук и ног.

Но группа Дэвиса решила повторить эти же генетические исследования с рыбами-веслоносами (paddle-fish), которые обладают плавниками, подобными плавникам древних примитивных рыб. И, как оказалось, не напрасно.

Дэвис объясняет: «Мы нашли очень ясную вторую фазу в их плавниках. И это говорит нам, что вторая ключевая фаза выражения Hox является, фактически, намного более древним образцом эволюции. Кажется, что некоторые рыбы всегда имели этот генетический набор, способный изменить их плавники в сторону конечностей четвероногих животных».

Об этом исследователи рассказали в журнале Nature.

Учёные считают, что некоторые из примитивных рыб воспользовались этими генами, чтобы превратиться в наземных существ, а другие — остались в воде. И причина того или иного выбора заключалась, видимо, в окружающих условиях. Проживание на мелководье подтолкнуло рыб к выходу на сушу. В то время как соответствующие гены в других рыбах остались незадействованными, но были пронесены через миллионы лет.

Потому авторы работы надеются найти ту самую «вторую фазу» и в других рыбах, поясняя, что данио когда-то проделали, в общем-то, уникальную вещь — потеряли вторую фазу Hox полностью.

Любопытно, что в прошлом году появилась работа, показавшая, что отдельные черты наземных животных (не обязательно связанных именно с конечностями) впервые проявились у некоторых рыб за миллионы лет до появления переходной формы — Tiktaalik roseae. Во всяком случае — они были найдены у вновь открытой древней рыбы.



Улитки вернут британцев в прошлое

17 мая 2007

Жизнь в пещерах роднит шимпанзе с предками человека

12 апреля 2007

Взлёт млекопитающих не был связан с падением динозавров

29 марта 2007

Найдена древнейшая ящерица-змея

26 марта 2007

Длинный зверёк стал звеном в истории уха

15 марта 2007