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 Кофеин известен прежде всего как стимулятор, повышающий бодрость и физическую работоспособность, однако его влияние на глубинные процессы восстановления мозга во время сна остается предметом дискуссий. Систематический обзор 32 исследований показал, что кофеин не столько сокращает продолжительность сна, сколько меняет его нейрофизиологическое качество, подавляя медленноволновую активность мозга, и сдвигает спящий мозг в более поверхностное, возбужденное состояние.
Физики и математики МФТИ совместно с коллегами из Института автоматизации проектирования РАН и Университета Иннополис провели трехмерное численное моделирование защитных сейсмических барьеров — специальных сооружений, призванных обеспечить безопасность наземных строений.
Анатомия брахицефальных пород собак нарушила привычные механизмы визуального восприятия у людей. Исследование показало, что для понимания настроения питомцев с плоскими мордами человек тратил на 45% больше времени и совершал больше зрительных микродвижений. Искаженные пропорции заставляли мозг переходить в энергозатратный режим детального сканирования, повышая риск неправильной интерпретации состояния животного.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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