Происхождение слуха у людей связали с осязанием у актиний

Книдарии, или стрекающие — тип многоклеточных животных, к ним относятся медузы, кораллы и актинии. Они появились еще в конце протерозоя и, вероятно, стали предками животных с билатеральной, то есть двухсторонней симметрией, к которым относится большинство высокоорганизованных современных организмов, в том числе позвоночные. Исследования стрекающих крайне важны для понимания эволюции позвоночных, так как общие черты билатеральных животных и современных книдарий присутствовали у их общего предка. Одной из таких черт стало развитие нервной системы, которой у книдарий и билатеральных животных управляют похожие наборы генов.

Международная команда ученых сосредоточилась на исследовании волосковых клеток — рецепторов внутреннего уха позвоночных, преобразующих звуковые вибрации в электрические нервные импульсы, отправляющиеся в головной мозг. В отличие от позвоночных, книдарии лишены слуха. Однако некоторые из них, например актинии, имеют волосковые клетки на щупальцах. Тот же процесс преобразования, происходящий в ухе позвоночных, помогает актиниям ощущать механические прикосновения к добыче или колебания воды.

Было известно, что в развитии волосковых клеток у млекопитающих, в том числе человека, участвует ген pou-iv. Как показывали эксперименты, мыши, лишенные этого гена, рождаются абсолютно глухими. Ученые знали и то, что у актиний есть этот ген, но никогда раньше не исследовали его роль в развитии их волосковых клеток. Первое подобное исследование опубликовано в журнале eLife.

С помощью методов генной инженерии авторы работы заблокировали ген pou-iv у актинии. Это привело к аномальному развитию щупальцевых волосковых клеток и лишило животных способности реагировать на прикосновения. Кроме того, обнаружилось, что pou-iv необходим для нормальной работы гена полицистина-1 у актиний. Позвоночным этот же белок нужен для восприятия потока жидкости клетками почек. Таким образом, роль гена pou-iv в развитии механорецепторов восходит как минимум к нашему последнему общему предку с актиниями.

Результаты работы открывают совершенно новую область исследований развития и функций механорецепции у книдарий. Кроме того, открытие свидетельствует о том, что эволюция нашего слуха имеет очень древнюю историю, которая берет начало в позднем протерозое и продолжается уже более 500 миллионов лет.