Развитие птеригоподий у самцов скатов контролируется гормональной регуляцией пути Shh
Исследователи из Университета Флориды и Медицинского института Говарда Хьюза обнаружили, что развитие птеригоподий (класперов) у скатов контролируется гормонами, регулирующими путь Sonic hedgehog (Shh).
Птеригоподии — это парные копулятивные органы, похожие на пенис, которые развиваются на брюшных плавниках и используются для доставки спермы самкам. Они существуют у современных акул и скатов, но причина их парного развития оставалась неясной.
Учёные инкубировали яйца скатов и наблюдали за развитием эмбрионов. Они установили, что птеригоподии формируются на поздних стадиях развития тазового пояса.
Ключевую роль в этом процессе играет генетический путь Sonic hedgehog (Shh), который, как известно, управляет развитием конечностей у позвоночных. Исследование показало, что активность Shh у самцов сохраняется дольше, чем у самок.
Эксперименты подтвердили эту связь:
- Подавление Shh у самцов ограничивало развитие птеригоподий.
- Принудительная поддержка активности Shh у самок вызывала их рост.
Были идентифицированы два гена — Hoxd13 и Hand2 — которые активируют сеть Shh. Дальнейший анализ выявил, что именно мужской половой гормон (андроген) продлевает активность сети Shh у самцов, регулируя ген Hand2.
Вывод: в процессе эволюции скатов и других хрящевых рыб половые гормоны стали ключевым механизмом, инициирующим развитие копулятивных придатков. Учёные предполагают, что аналогичный механизм может быть задействован в развитии пениса у других позвоночных.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.