Откуда у нас голова?
Исследовательская группа из Центра SARS в Норвегии и Венского университета пролила новый свет на эволюционное происхождение головы. В исследовании, опубликованном в журнале PLoS Biology, они показали, что у простой, лишённой мозга актинии те же гены, которые контролируют развитие головы у высших животных, регулируют развитие переднего конца плавающих личинок.
У многих животных мозг расположен в особой структуре — голове — вместе с органами чувств и часто вместе со ртом. Однако существуют и более дальние родственники, у которых есть нервная система, но нет мозга, например, актинии и кораллы.
В этом исследовании группа под руководством Фабиана Ренчша использовала актинию Nematostella vectensis, чтобы выяснить, соответствует ли один из её концов голове высших животных. Для этого они изучили функцию генов, контролирующих развитие головы у высших животных, в ходе эмбрионального развития актинии.
«Несмотря на совершенно разный внешний вид, за последнее десятилетие стало ясно, что у всех животных есть схожий набор генов, включая те, которые необходимы для формирования головы высших животных», — говорит первый автор и аспирантка Кьяра Синигалья.
Стоит на голове
Когда актиния находится на стадии личинки, она плавает. Взрослая актиния стоит одним концом на морском дне и использует длинные щупальца на верхнем конце, чтобы ловить мелких животных, которых заталкивает в единственное отверстие тела в середине кольца щупалец.
«Исходя из внешнего вида взрослых особей, нижний конец традиционно называли «ногой», а верхний — «головой», — объясняет Ренчш.
Исследователи обнаружили, что у актинии функция «генных головы» расположена на конце, который соответствует «ноге» взрослой особи. Ключом было изучение личинок актиний, когда они ещё двигаются.
«Личинка плывёт вперёд концом «ноги», и этот конец несёт их главный орган чувств, так что на этой стадии больше похоже, что это может быть их голова», — говорит Ренчш. И действительно, «гены головы» функционируют на этой стороне животного.
Актинии и все высшие животные, включая человека, имеют общего предка, лишённого мозга, который жил от 600 до 700 миллионов лет назад.
«Раскрыв функцию «генов головы» у Nematostella, мы теперь лучше понимаем, как и откуда эволюционировали голова и мозг высших животных», — объясняют Синигалья и Ренчш.