Исследование генетики змей, проведенное учеными из Института биологии Чэнду, Китайской академии наук, предоставило новые данные о генетических изменениях, которые привели к потере ног у этих пресмыкающихся. В рамках масштабного проекта по определению геномов более десятка видов змей ученые выявили мутации, которые играют ключевую роль в анатомических и физиологических особенностях змей.
Генетики, в том числе герпетолог Цзя-Танг Ли, провели секвенирование ДНК четырнадцати видов змей из двенадцати различных семейств, что позволило охватить 150 миллионов лет эволюционной истории. В ходе этого глубокого анализа обнаружены мутации, из-за которых у змей нет ног. Также были найдены генетические особенности, отвечающие за другие уникальные черты змей: наличие одного легкого и способность к восприятию вибраций.
Ли удивился тому, что у змей нет трех ключевых фрагментов в гене PTCH1, который очень важен для развития конечностей. В то время как предыдущие исследования предполагали, что у змей наблюдаются лишь мутации, регулирующие активность этого гена без изменения его структуры, новые данные показывают, что структура гена PTCH1 претерпела значительные изменения. У всех изученных видов змей были обнаружены идентичные делеции в этом гене, что может быть одной из ключевых генетических причин потери конечностей у этих животных.
Команда Ли провела эксперименты на мышах, внедрив в их геном аналогичные мутации в мышиный эквивалент гена PTCH1. В результате у мышей наблюдалось существенное укорочение костей пальцев, что подтвердило роль этого гена в развитии конечностей и предоставило дополнительные доказательства его влияния на анатомические особенности змей.
Исследование особенности генетики змей, проведенное учеными, раскрывает новые детали об их эволюции. Ранее анализ менее детальных геномов предполагал, что змеи утратили гены, важные для развития зрения. Однако последние данные показывают, что эти гены все еще присутствуют в геноме, но их активность снижена. Это изменение, вероятно, произошло у ранних подземных видов змей и объясняет, почему современные змеи имеют примитивное зрение.
Кроме того, было установлено, что аналогичное «понижение» активности затронуло гены, отвечающие за восприятие высоких частот звука. Такое изменение могло привести к адаптации структуры ушных костей, делая змей особенно чувствительными к вибрациям, что компенсирует их слабый слух.
Интересное открытие было сделано и в отношении генов DNAH11 и FOXJ1, которые у многих животных регулируют симметричное развитие тела, например, формирование двух легких. Из-за того, что у змей нет этих генов, левое легкое сильно уменьшено или не формируется вовсе. Эта адаптация позволяет эффективнее использовать ограниченное пространство в удлиненном теле рептилии.
Ли подчеркивает, что это исследование не только раскрывает ключевые гены, влияющие на развитие змей, но и помогает лучше понять процессы развития других позвоночных, включая людей. Это знание будет звеном в понимании причины различных заболеваний и дефектов развития. Результаты исследования также указывают на то, что многие характеристики змей являются наследием их подземного прошлого. Существа, которые первоначально адаптировались к жизни под землей, теперь обитают на поверхности.
ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на наш YouTube канал!
Ставьте ПАЛЕЦ ВВЕРХ и ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на Дзен канал
Читайте также:
