Как змеи потеряли свои ноги

Как змеи потеряли свои ноги

В ходе масштабной работы по изучению геномов более чем десятка видов змей генетики из Института биологии Чэнду, Китайской академии наук обнаружили мутации, которые, вероятно, привели к исчезновению ног у змей. Учёные описали ДНК змей, которая отвечает и за другие необычные признаки: одно лёгкое, слабый слух, но отличное чувство вибрации.

Змеи очень отличаются от всех других позвоночных. Их тело настолько тонкое, что в нем помещается только одно лёгкое, они чувствуют запахи с помощью языка, но самое главное отличие — у них нет ног. Почему?

В ходе масштабной работы по изучению геномов более чем десятка видов змей генетики из Института биологии Чэнду, Китайской академии наук обнаружили мутации, которые, вероятно, привели к исчезновению ног у змей. Учёные описали ДНК змей, которая отвечает и за другие необычные признаки.

Для проведения исследования герпетолог Цзя-Танг Ли и его коллеги секвенировали геномы 14 видов змей из 12 семейств — выборка, охватывающая 150 миллионов лет эволюции. Учёные дополнительно проанализировали геномы 11 видов змей, которые ранее были секвенированы.

Ли говорит, что самым неожиданным стало отсутствие сразу трёх фрагментов в гене PTCH1, который отвечает за развитие конечностей. Другие исследователи предполагали, что возможно у змей произошли мутации, которые регулируют активность PTCH1, а сам ген остаётся более-менее постоянным. Но теперь ясно, что радикально изменён сам ген. Поскольку у всех змей есть такие же делеции (исключения фрагментов) в гене PTCH1, по мнению Ли, это «может быть одной из главных генетических основ, которые привели к утрате конечностей».

Исследование также проливает свет на другие генетические особенности змей. На основании анализа более ранних, менее полных геномов учёные полагали, что змеи потеряли гены, играющие ключевую роль в развитии зрения. Но новая работа показывает, что гены всё ещё существуют, просто их активность была приглушена на ранних этапах эволюции, скорее всего, у примитивных змей, живших под землёй.

Такое «снижение» активности, по-видимому, относится и к генам, связанным со способностью слышать высокие частоты, но это генетическое изменение, возможно, привело к изменению конфигурации ушных костей рептилий, которые делают их очень чувствительными к вибрациям. А чтобы все органы поместились, змеям также не хватает двух генов, DNAH11 и FOXJ1, которые обычно направляют развитие эмбриона, чтобы его тело было симметричным, например, с двумя лёгкими. Без этих генов левое лёгкое змеи значительно уменьшается, если оно вообще формируется, сообщают Ли и его коллеги.

По словам Ли, эта работа — шаг не только к выявлению ключевых генов в развитии змеи, но и к точному определению того, как происходит развитие других позвоночных, включая человека, и, таким образом, к выявлению того, что может пойти не так и вызвать болезни или пороки развития.

Согласно полученным результатам, многие свойства змей — это наследие подземного образа жизни. Фактически змеи — это подземные существа, живущие на поверхности.

Перейти к источнику цитирования

Вернуться в новостную ленту

Practical Ecology for Planners, Developers, and Citizens
Book Description Practical Ecology for Planners, Developers, and Citizens introduces and explains key ecological concepts for planners, landscape ...

Особо охраняемые природные территории Российской Федерации. Ботанические сады и дендрологические парки
В настоящем справочном издании представлена детальная характеристика 90 ...

Правовая охрана природы Молдавии
Предлагаемая вниманию широкого круга читателей, книга представляет собой ...