За свою эволюционную историю млекопитающие неоднократно предпринимали попытки взлететь. Хотя удалось это только летучим мышам, теперь ученые выяснили, что задатки летунов-планеристов таятся в генах каждого из нас.
Сегодня на земле существует только одна группа активно летающих млекопитающих: летучие мыши. Эти зверьки заселили все континенты, кроме Антарктиды, и освоили самые разнообразные среды обитания, достигнув внушительного разнообразия — свыше тысячи видов. Однако рукокрылые не единственные млекопитающие, способные надолго отрываться от земли: существуют десятки родов вымерших и существующих видов, освоивших планирующий полет.
Сумчатые, грызуны, шерстокрылы и даже приматы — свои летуны-планеристы появились во множестве эволюционных веток млекопитающих. Все они воспользовались одним и тем же способом контролировать свои прыжки: с помощью кожной перепонки, или патагиума, растянутого между конечностями. Это намекает на то, что генетическая основа для развития такой перепонки есть у многих видов нелетающих млекопитающих.
Чтобы выяснить, что это за основа, ученые из США, Австралии и Нидерландов проанализировали развитие патагиума у модельного вида — сахарной сумчатой летяги — и изучили активность генов, которая запускает этот процесс, пока детеныш находится в материнской сумке. Оказалось, главным «виновником» начала изменений кожи между лапками зверька выступает ген Wnt5a, присутствующий в геноме всех млекопитающих, включая человека. Но у планирующих млекопитающих присутствует несколько копий этого гена.
С помощью серии экспериментов с использованием культивируемых тканей кожи и генетически модифицированных лабораторных мышей ученые показали, что добавление копий гена Wnt5a приводит к таким же изменениям кожи, как у развивающихся сумчатых летяг. Более того, схожие паттерны активности этого гена наблюдаются у эмбрионов летучих мышей, что доказывает наличие этого гена у общего предка сумчатых и плацентарных млекопитающих, жившего более 160 миллионов лет назад.
Первоначально гены WNT не имели ничего общего с полетом (к примеру, у человека кодируемые ими белки участвуют в эмбрио- и онкогенезе), однако, будучи унаследованными от общего предка, они смогли запустить процесс формирования летательной перепонки у множества видов, разбросанных по всему генеалогическому древу млекопитающих.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.