Происхождение кишечника: новое эволюционное открытие
Исследование эмбрионального развития морских анемонов, древней линии животных, привело учёных Венского университета к выводам, которые ставят под сомнение 150-летнюю гипотезу о гомологии (общем эволюционном происхождении) зародышевых листков, формирующих все органы и ткани.
Пересмотр классической гипотезы
Согласно классической "гипотезе зародышевых листков", все ткани и органы тела происходят из одного из трёх слоёв, формирующихся во время раннего эмбриогенеза:
- Кожа и нервная система — из наружного эктодермального слоя.
- Кишечник и некоторые внутренние органы (например, поджелудочная железа) — из внутреннего энтодермального слоя.
- Мышцы и гонады — из среднего мезодермального слоя.
Книдарии (кораллы, морские анемоны, медузы) имеют только два клеточных слоя на протяжении всей жизни, в отличие от трёх у большинства животных. Появление мезодермы как третьего слоя считается ключевым событием в эволюции сложных животных.
Неожиданное открытие у морских анемонов
Исследователи из лаборатории Ульриха Технау проследили эмбриональное происхождение клеток, производящих пищеварительные ферменты и инсулин, у морского анемона.
Ключевой результат: вопреки всем предыдущим представлениям, эти железистые клетки развиваются не из энтодермы, а из эктодермальной части рта (глотки).
"Я был озадачен, когда впервые увидел, что все производные энтодермы морских анемонов полностью лишены пищеварительных железистых клеток. Это не то, чему учат в учебниках по биологии", — объясняет Патрик Штайнметц, ведущий автор исследования.
Новый взгляд на эволюцию слоёв
Это открытие меняет понимание происхождения зародышевых листков:
- Энтодерма морских анемонов и позвоночных, несмотря на одинаковое название, не является эволюционно родственной.
- Эктодерма рта анемона соответствует кишечнику и поджелудочной железе позвоночных.
- Энтодерма анемона демонстрирует сильное сходство с мезодермой позвоночных: общие регуляторные гены и схожие типы клеток (мышечные, клетки гонад).
Вывод: У анемона есть явный аналог мезодермы, но он расположен не в промежуточном положении, как у трёхслойных животных. Ключевым эволюционным событием стало не появление нового слоя, а изменение позиционирования ткани между кишечником и кожей, что привело к возникновению трёхслойных животных.
"Мы сделали большой шаг к пониманию одного из самых важных событий, лежащих в основе этой эволюционной истории успеха", — заключает Штайнметц.