Исследование, проведенное в сотрудничестве с исследователями из Медицинского института Говарда Хьюза на ферме Джанелия, США, опубликовано сегодня в журнале Science.Люди являются частью группы животных, называемых хордовыми, отличительной чертой которых является хрящевой стержень, который проходит вдоль середины их тела под спинным мозгом.
Эта структура, называемая хордой, была первым скелетом позвоночного. Он присутствует в человеческих эмбрионах и заменяется позвоночником по мере нашего развития, а хрящ сокращается до этих контрольных дисков.
Поскольку морские звезды, морские ежи и родственные им животные не имеют такой структуры, ученые предположили, что хорда возникла у относительно недавнего предка, после того как наша ветвь эволюционного древа отделилась от «ветви морской звезды».«Люди просто не смотрели дальше наших прямых родственников, но это означает, что вас могут обмануть, если структура появилась раньше, а эта единственная группа потеряла ее», — говорит Детлев Арендт из EMBL, руководивший исследованием. «И действительно, когда мы посмотрели на более широкий круг животных, мы обнаружили именно это».
Антонелла Лаури и Тибо Брюне, оба в лаборатории Арендт, определили генетическую подпись хорды — комбинацию генов, которые должны быть включены для формирования здоровой хорды. Когда они обнаружили, что личинка морского червя Platynereis имеет группу клеток с той же генетической сигнатурой, ученые объединились с группой Филиппа Келлера на ферме Джанелия, чтобы использовать современную микроскопию, чтобы проследить эти клетки как личинки. развитый. Они обнаружили, что клетки образуют мышцу, которая проходит вдоль средней линии животного, именно там, где была бы хорда, если бы червь был хордовой. Исследователи назвали эту мышцу аксохордой, так как она проходит вдоль оси животного.
Сочетание экспериментальной работы и изучения научной литературы показало, что большинство групп животных, которые сидят между Platynereis и хордовыми на эволюционном древе, также имеют схожую мышечную структуру в одном и том же положении.Ученые считают, что такая структура, вероятно, впервые возникла у древних предков, до того, как все эти различные группы животных разветвлялись на своих отдельных эволюционных путях. Такой сценарий также объяснил бы, почему ланцетник amphioxus, «примитивная» хордовая, имеет хорду как с хрящом, так и с мышцами.
Вместо того, чтобы приобретать мышцу самостоятельно, амфиоксус может быть живым свидетельством перехода от средней линии мышц к хрящевой хорде.Ученые утверждают, что переход от мускулов к хрящам мог произойти из-за того, что усиленный центральный стержень сделал бы плавание более эффективным.
Видео, относящееся к этому исследованию, можно найти по адресу: http://youtu.be/78zuEh6EoKE.