Глаза кальмаров и ноги людей появляются благодаря одним и тем же генам
В одном из докладов, прозвучавших на конференции «Evolution 2019», которая прошла недавно в городе Провиденс, рассказывается, что активность одних и тех же генов определяет возникновение конечностей на раннем этапе эмбрионального развития позвоночных и появление хрусталиков глаза у кальмаров.
Строение глаз головоногих моллюсков весьма схоже с глазами позвоночных: у них имеются зрачок, радужная оболочка, роговица, хрусталик, сетчатка и аналог стекловидного тела. Тем не менее головоногие и позвоночные очень далеко отстоят друг от друга на эволюционном древе, и глаза у них появились независимо. Поэтому такое сходство давно удивляло биологов. Однако есть между глазами позвоночных и головоногих и некоторые отличия. Если в глазах человека фокусировка происходит благодаря изменению кривизны хрусталика, то у головоногих с этой целью хрусталик перемещается ближе к сетчатке или дальше от неё, как это делает объектив фотоаппарата при наведении на резкость. Да и сам хрусталик у человека представляет собой деградировавшие клетки, заполненные прозрачным белком — кристаллином. Хрусталик кальмара — шаровидное скопление клеток, возникающее из двух сросшихся половинок.
Авторы нового исследования решили на генетическом уровне проследить за формированием хрусталика у головоногих. Для этого они отслеживали изменения в активности генов во время развития зародыша одного из видов кальмаров — Doryteuthis pealeii, обитающего в северной половине Атлантического океана.
Учёные были удивлены, обнаружив, что регуляторная сеть генов, задействованная в развитии конечностей у позвоночных, активна и в формирующихся глазах эмбрионов кальмара. Проверка подтвердила роль этих генов в образовании глаза. Когда учёные использовали вещество под названием WNT, которое служит естественным ингибитором этой генной сети, хрусталики у кальмаров переставали формироваться. Исследователи назвали этот факт характерным примером того, как природа использует одни и те же гены с разными целями у разных организмов. В дальнейшем они намерены детально установить, что делает каждый из генов, задействованных в образовании хрусталика кальмара.
