История о том, как у людей и других млекопитающих появились носы, стала, похоже, еще сложнее. К такому выводу пришли исследователи из Японии, изучившие развитие лица у эмбрионов мышей.
По сравнению с нашими дальними родственниками — рептилиями, морды (и лица) млекопитающих устроены сложнее благодаря выступающему носу, отдельному от верхней челюсти. И хотя мыши часто используются в качестве подопытных животных, многое о развитии их черепно-лицевых структур оставалось неизвестным, что затрудняло сравнение с другими позвоночными, включая людей.
В Исследовательском центре интегративной эволюционной науки при Высшей школе передовых исследований SOKENDAI изучили, как развиваются мордочки мышей от средней стадии эмбрионального развития до рождения. Для этого брали срезы развивающихся плодов, окрашивали для лучшего выделения костей, хрящей и нервов, и строили 3D-модели. С результатами исследования можно ознакомиться в Journal of Morphology.
Выяснилось, что раннее развитие головы и периферических нервов (тех, что находятся за пределами головного и спинного мозга) у мышей следует общим закономерностям, характерным для других челюстных позвоночных. Аналогично, раннее формирование хряща у основания черепа происходит по типичной для млекопитающих схеме, схожей с той, что наблюдается у рептилий.
Однако когда дело дошло до верхней челюсти, обнаружились доказательства, которые бросают вызов традиционным теориям развития и эволюции.
«Традиционно считалось, что челюстные кости млекопитающих напрямую унаследованы от рептилий, — объясняют исследователи. — Однако наши результаты убедительно подтверждают голомаксиллярную (то есть целостного верхнечелюстного комплекса — прим. ред.) гипотезу, которую мы выдвигали ранее».
Согласно этой гипотезе, носы млекопитающих, таких как мыши и люди, были «перепрофилированы» из утраченной предковой челюстной кости, известной как premaxilla, которая отделилась от верхней челюсти.
Одновременно появилась новая челюстная кость (которую ученые назвали «резцовой»), включающая элементы перегородчатой верхней челюсти (тонкой кости, связанной с ноздрями) и сошника (плосковидной кости, которая, помимо прочего, образует перегородку у рептилий).
«Это означает, что верхняя челюсть млекопитающих претерпела серьезную структурную реорганизацию, что отличает ее от челюсти рептилий», — резюмируют биологи.
Эти выводы относительно развития лица эмбрионов мышей, по-видимому, применимы и к нам, людям.
«В ходе внутриутробного развития человека формируется временная верхняя челюстная кость (резцовая кость), которая впоследствии срастается с верхней челюстью, хотя данные о местах ее окостенения [образования костей] различаются», — уточняется в статье.
И голомаксиллярная гипотеза эти расхождения может объяснить, уверены ее авторы.
В конечном итоге это понимание поможет врачам лучше разбираться в патогенезе таких черепно-лицевых аномалий, как заячья губа и волчья пасть, при которых наблюдается расщепление верхней губы.
Как у нас появились локти и колени — выяснили ученые
Уникальная находка рассказала, как выглядели первые животные со скелетом