Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Парные глаза позвоночных эволюционировали из единственного теменного глаза древнего предка
Глаза человека и других позвоночных животных развились из единственного срединного светочувствительного органа, располагавшегося на макушке ранних хордовых. Биологи выяснили, что наши предки полностью утратили изначальное зрение при переходе к роющему образу жизни. Когда потребность видеть вернулась, эволюция разделила их теменной глаз надвое и сместила его части по бокам головы.
У животных есть два типа светочувствительных клеток: ресничные и рабдомерные. В ресничных клетках светочувствительные пигменты находятся на видоизмененных волосках-ресничках, а в рабдомерных — на микроворсинках, многочисленных складках клеточной мембраны. У первичноротых животных (например, насекомых и моллюсков) глаза образуются из наружных покровных тканей (эпидермиса) и состоят исключительно из рабдомерных клеток. Ресничные клетки у них спрятаны глубоко в мозге.
У позвоночных все устроено иначе: глаза не формируются из кожи, а выпячиваются напрямую из стенки эмбрионального мозга (нервной трубки). При этом сетчатка представляет собой генетическую «химеру»: свет в ней ловят ресничные палочки и колбочки, но сигнал в мозг они передают через рабдомерные нейроны. Долгое время биологи не могли объяснить, почему две чужеродные эволюционные линии объединились в одном органе.
Авторы обзорной статьи, опубликованной в журнале Current Biology, объединили данные молекулярной филогенетики, палеонтологии и анатомии, чтобы раскрыть механизм этого эволюционного парадокса. Ученые проанализировали результаты секвенирования РНК одиночных клеток у мышей и древнейших из ныне живущих рыб (миног). Они сопоставили транскриптомные профили клеток современной сетчатки с клетками шишковидной железы (эпифиза) — эндокринного органа, который у некоторых современных рептилий и амфибий до сих пор функционирует как непарный «третий глаз».
Анализ показал, что около 560 миллионов лет назад предки позвоночных (вторичноротые) перешли к донному образу жизни. Зарываясь в ил для фильтрации пищи, они полностью утратили первичные боковые глаза. От зрительной системы остался лишь непарный теменной орган, помогавший оценивать глубину погружения и отличать день от ночи. В нем уже присутствовали и ресничные, и рабдомерные клетки, но они работали независимо друг от друга.
Когда более поздние хордовые вернулись к активному плаванию и охоте, эволюция не стала воссоздавать эпидермальные глаза с нуля. Вместо этого срединный мозговой зрительный орган разделился и сместился на бока головы, став основой для сетчатки, а его остаток в центре мозга превратился в шишковидную железу. Глаза позвоночных как бы проросли из мозга в ходе эволюции.
В древнем теменном органе ресничные и рабдомерные клетки работали независимо друг от друга. Чтобы превратить его в полноценную сетчатку, эволюции потребовалось связать их в единую электрическую цепь. На эту роль подошли древние моторные клетки, которые когда-то просто перемешивали спинномозговую жидкость с помощью биения ворсинок. Теперь потомки этих клеток, биполярные нейроны, принимают сигнал от палочек и колбочек и передают его зрительному нерву.
Интересно, что шишковидная железа, родственница наших глаз, хотя больше и не улавливает свет напрямую, но реагирует на зрительные сигналы. Она вырабатывает гормон мелатонин и регулирует суточные ритмы организма, управляя нашими циклами сна и бодрствования.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Микробиологи вырастили неизвестный ранее вид Асгард-архей из гиперсоленых микробных матов и впервые сделали 3D-снимки их прямого физического контакта с симбиотическими бактериями. Анализ томограмм показал встречное структурное движение: археи формируют сложную сеть из нитей и отпочковывающихся мембранных пузырьков, а бактерии прокладывают к этой сети прямые белковые нанотрубки. Визуализация подтверждает гипотезу о том, что эукариотические клетки возникли в результате тесного физического и метаболического переплетения двух микроорганизмов.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
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