Хитин позволяет насекомым укрывать свое тело прочным внешним скелетом. А хитиназа – это фермент, который позволяет размягчать этот материал. Насекомым он необходим для того, чтобы во время роста им не мешала собственная “броня”. Но кроме самих насекомых, хитиназа присутствует у множества других животных.
Например, бактерии, которые поражают насекомых, хоть сами хитином и не покрыты, но производят хитиназу для того, чтобы проникнуть сквозь хитин в организм какого-то жука. Кроме того, хитиназу производят все существа, которые питаются насекомыми, как пресмыкающиеся, так и млекопитающие. Есть такой фермент и у нас. Более того, кроме одного рабочего гена, который вырабатывает хитиназу и позволяет нам переваривать жуков, в геноме человека обнаружены еще три неактивных гена.
При этом, каждый из указанных генов, если бы они работали, отвечал за производство отдельного вида хитиназы, поскольку это целая группа специализированных веществ. Такой арсенал ферментов для расщепления хитина указывает на то, что когда-то насекомые играли чрезвычайно важную роль в питании наших предков.
Общие предки
Чтобы проверить это, исследователи из Калифорнийского университета изучили геномы 107 видов млекопитающих, которые принадлежали к разным группам, от мыши до кита. Исследование подтвердило, что представители всех групп животных имели предков, которые были насекомоядными. Ориентировочно, они жили в мезозойскую эру, когда большинство других экологических ниш были заняты архозаврами. По мере того, как эти ниши начали заполняться, предки разных групп млекопитающих постепенно начали терять гены, позволяющие им расщеплять хитин.
В целом у млекопитающих было обнаружено пять генов, которые отвечают за выработку хитиназ. Но у большинства животных они либо оказались неактивными, или окончательно потерянными.
Было также установлено соответствие между количеством рабочих генов и долей, которую составляют насекомые в рационе животных. У тех животных, у которых доля насекомых в рационе превышает 80% (трубкозубы, броненосцы), активными оказались все пять генов. Кажется вероятным, что похожий рацион имел общий предок всех плацентарных млекопитающих.
У бизонов, гиббонов и одногорбых верблюдов оказалось по одному рабочему гену. А вот у тигров, носорогов и полярных медведей все они либо утрачены, либо не работают. Все это, казалось бы, логичным, если бы не панголины. Эти экзотические, покрытые пластинами млекопитающие тоже питаются насекомыми и термитами. Однако у них оказался рабочим всего один ген.
Исследователи объясняют это тем, что эволюционная линия панголинов когда-то пошла путем хищничества и потеряла большую часть генов, кодирующих хитиназу. А потом был еще один эволюционный поворот, и панголины вернулись к поеданию насекомых.
Самое интересное во всей этой истории то, что исследования достаточно узкоспециализированной и экзотической темы неожиданно предоставило информацию для размышлений над тем, как происходила эволюция различных групп млекопитающих в прошлом, и какие экологические ниши они занимали. Кроме того, может оказаться, что наше представление о том, как быстро определенная группа животных может изменить свою экологическую нишу, также является ошибочным.
Другие публикации автора:
Как заработать миллион рублей за месяц с нуля?
Как уместить все траты в одну зарплату и перестать жить в долг
Характеристики холодного оружия
Так же не забывайте подписываться на нашу группу в ВК, там мы запустили конкурс для подписчиков.