Органы эхолокации зубатых китов могли эволюционировать из челюстных мышц

Новое исследование предполагает, что скопления жировой ткани, позволяющие дельфинам и китам использовать звук для общения, навигации и охоты, могли эволюционировать из их черепных мышц и костного мозга.

Учёные из Университета Хоккайдо определили последовательности ДНК генов, экспрессируемых в акустических жировых телах — скоплениях жира вокруг головы, которые зубатые киты используют для эхолокации. Они измерили экспрессию генов у морской свиньи (Phocoena phocoena) и тихоокеанского белобокого дельфина (Lagenorhynchus obliquidens). Результаты опубликованы в журнале Gene.

Эволюция акустических жировых тел в голове — дыни (мелона) во лбу, экстрамандибулярных жировых тел (EMFB) вдоль челюстной кости и интрамандибулярных жировых тел (IMFB) внутри челюстной кости — была необходима для использования звука, такого как эхолокация. Однако о генетическом происхождении этих жировых тканей известно мало.

Исследователи обнаружили, что гены, обычно связанные с функцией и развитием мышц, были активны в мелоне и EMFB. Также были найдены свидетельства эволюционной связи между экстрамандибулярным жиром и жевательной мышцей (masseter), которая у людей соединяет нижнюю челюсть со скулами.

«Это исследование показало, что эволюционный компромисс жевательных мышц в пользу EMFB — между слуховой и пищевой экологией — был решающим в адаптации зубатых китов к водной среде», — сказал доцент Такаши Хаякава, руководивший исследованием.

Анализ экспрессии генов в интрамандибулярном жире выявил активность генов, связанных с иммунными функциями, такими как активация некоторых элементов иммунного ответа и регуляция образования T-клеток.

Важную роль в исследовании сыграла Сеть по спасению выбросившихся на берег китов Хоккайдо (Stranding Network Hokkaido, SNH), которая собрала образцы для этой работы.