Минога помогла понять, как позвоночные животные отрастили голову
Одна из самых больших загадок эволюции — это появление у позвоночных их головы и черепа. Авторы нового исследования утверждают, что решили ее, тщательно изучив эмбриональное развитие одного из самых примитивных современных позвоночных — японской, или тихоокеанской, миноги.
Позвоночные играют особую роль в современной биосфере. Они крупные, сложноорганизованные и относятся к числу наиболее успешных в эволюционном плане животных. Позвоночные — это существа, имеющие позвоночник, которые относятся к типу хордовые. В него входят и некоторые другие животные, такие как ланцетники и оболочники. Они лишены позвоночника, но по крайней мере часть жизни имеют другую опорную структуру, которая тянется вдоль тела, — хорду.
Первые предки хордовых возникли на заре современного этапа эволюции биосферы — в кембрийском периоде. Считается, что они напоминали ланцетников — небольших современных хордовых, у которых нет ни позвоночника, ни даже головы: только хвост, прикрепленный к туловищу.
Вскоре появились и первые позвоночные — скорее всего, они были родственны ныне живущим круглоротым, прежде всего миногам. Эти животные имеют лишь примитивный череп и лишены челюстей, что не мешает им впиваться в тело рыб и паразитировать на них. Оставался большой вопрос: в какой момент позвоночные отрастили голову, то есть приобрели обособленный головной отдел тела и соответствующую часть скелета?
Одни ученые полагали, что голова первого позвоночного (а значит, и всех его потомков) образовалась из модифицированных позвонков, то есть исходно была частью позвоночника. Такое предположение одним из первых высказал еще Гёте. Другие утверждали, что череп появился самостоятельно и независимо, на основе каких-то других структур.
Японские исследователи, которые опубликовали статью в журнале iScience, утверждают, что нашли ответ на этот вопрос. С помощью серий ультратонких срезов и сканирующей электронной микроскопии они подробно изучили эмбриональное развитие японской, или тихоокеанской, миноги Lethenteron camtschaticum. Ранее столь детального и достоверного описания эмбриогенеза миног не было. Исследователи также изучили паттерны генной экспрессии у L. camchaticum, а для сравнения — ланцетников и полухордовых (беспозвоночные животные, близкие типу хордовых).
В центре пристального внимания ученых оказалось развитие мезодермы головы миноги, а также сомитов. Так называют парные мезодермальные образования, расположенные симметрично по бокам хорды и зачаточной нервной системы позвоночных.
Ранее эмбриологи заметили, что в головной части зародышей позвоночных также имеются парные образования — пузырьки, которые напоминают сомиты. Предстояло выяснить, действительно ли те и другие структуры имеют общее происхождение. Авторы новой статьи уверенно опровергли такую связь.
Они подтвердили, что в голове зародыша миноги действительно появляются характерные кластеры (скопления) клеток. Однако они не имеют форму розеток (круга с отверстием посередине), которую чаще всего принимают сомиты позвоночных. Такие розетки важны на последующих стадиях развития зародыша. Более того, в тканях развивающейся миноги не обнаружено активности генов, участвующих в формировании сомитов и разделении зародыша на сегменты — находящиеся друг за другом похожие участки.
Выходит, мезодерма головы позвоночных животных развилась независимо от позвонков и уже на самых ранних этапах эволюции. В то же время сомиты, по мнению авторов исследования, скорее всего, возникли у еще более древнего общего предка вторичноротых — крупной группы животных, куда входят хордовые (включая позвоночных), полухордовые и иглокожие.
Ученые считают, что их статья положит конец длившимся полтора века спорам зоологов о том, появилась голова позвоночных «сама по себе» или была всего лишь производным их позвоночника.
Telegram 
Дзен 
VK Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии