Учёные сделали сенсационное открытие, которое помогает понять, как в процессе эволюции у человека сформировались пальцы. Исследователи из Швейцарии и США установили, что современный механизм развития пальцев рук и ног имеет корни в совершенно другой функции – формировании клоаки у древних рыб, существовавших около 380 миллионов лет назад.
Об этом сообщает ProIT
Как генетический переключатель изменял функцию в эволюции
Специалисты сосредоточили внимание на группе генов Hoxd и регуляторных участках ДНК, которые отвечают за их активацию. Для сравнения учёные выбрали мышей, которые имеют пальцы, и рыбок даніо-реріо, у которых таких структур нет. С помощью флуоресцентной маркировки учёные обнаружили, что у мышей эти ДНК-переключатели активируются именно на кончиках лап, где формируются пальцы. Напротив, у рыбок эти же участки генома работают в зоне клоаки — универсального отверстия для выделения и размножения.
Следующий этап эксперимента заключался в использовании технологии CRISPR-Cas9 для удаления указанного регуляторного участка ДНК. Результаты оказались показательными: у мышей после такого изменения пальцы и когти не развивались корректно, а у рыбок пострадала структура именно клоаки. Это доказывает, что один и тот же генетический механизм может выполнять принципиально разные функции у удалённых эволюционных родственников.
«Это впечатляющий пример того, как эволюция внедряет инновации, перерабатывая старое для создания нового», — объясняет генетик Денис Дюбуль из Женевского университета.
Эволюционная экономия в действии
Исследователи считают, что во время выхода предков современных четвероногих животных на сушу эволюция использовала уже готовую генетическую программу, которая отвечала за формирование «конечной» части тела — клоаки. Именно её было скопировано и адаптировано для создания новых структур — пальцев. По мнению генетика Аурелии Хинтерманн, общей чертой клоаки и пальцев является то, что обе эти части — терминальные, то есть конечные.
Открытие не только объясняет одно из ключевых событий в истории жизни на Земле, но и заставляет по-другому взглянуть на строение собственного тела. Учёные подчеркивают: эволюция часто использует уже имеющиеся инструменты для создания новых функций, а история формирования пальцев — яркий тому пример.