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 Ученые использовали квантовые процессоры для расчета поведения атомов внутри жидкой соли, из которой образуется топливо для термоядерного синтеза. Модель с высокой точностью рассчитала химические связи внутри заряженной жидкости. Это поможет инженерам быстрее подобрать состав компонентов для будущих электростанций.
Прогулки наедине с природой в абсолютной тишине существенно повышают риск опасного столкновения с дикими животными. К такому выводу пришли британские биологи, проанализировав базу данных почти 3,5 тысячи инцидентов между людьми и крупными зверями.
Американское военное ведомство опубликовало четвертую часть материалов о неопознанных летающих объектах. Собственно новых файлов не так много: как и в прошлые разы, значительная часть опубликованного была известна ранее. Однако есть детали, которые действительно интересны и указывают на объекты, чья природа не может быть легко объяснена в рамках известного землянам на сегодняшний день.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Ученые Сеченовского Университета выявили генетические особенности, связанные с развитием разных клинических форм ювенильной склеродермии — редкого аутоиммунного заболевания, которое приводит к поражению кожи, сосудов и соединительной ткани. Исследование показало, что полиморфизм ряда генов,участвующих в патогенезе склеродермии предрасполагает к развитию разных клинических форм болезни. В перспективе эти данные могут позволить точнее прогнозировать течение заболевания и подбирать терапию индивидуально.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
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