Разница между кротом и землеройкой — в их гене SOX9

Семейство мелких насекомоядных Talpidae включает кротов, землеройковых кротов и водяных выхухолей. Новое исследование, опубликованное в открытом журнале EvoDevo, показало, что увеличение передних лап кротов по сравнению с их задними конечностями контролируется изменением времени экспрессии гена SOX9.

Роющие кроты близкородственны землеройкам, однако адаптация к подземному образу жизни дала им специализированные сильные передние конечности и большие широкие лапы с повёрнутой ладонью. У кротов также есть дополнительная пальцевидная структура (Os falciforme) как на передних, так и на задних лапах, которая, предположительно, помогает в рытье.

Гены семейства SOX являются факторами транскрипции и, связываясь с ДНК, регулируют экспрессию других генов. SOX9 специфически участвует в дифференцировке хондроцитов (хрящевых клеток), а также в развитии структуры Os falciforme.

Международная команда исследователей сравнила время и паттерн экспрессии SOX9 во время развития передних и задних конечностей иберийского крота (Talpa occidentalis), землеройки (Cryptotis parva) и мыши (Mus musculus). Они обнаружили разницу во времени экспрессии SOX9 между видами. У мышей и землероек SOX9 экспрессируется одновременно в развивающихся передних и задних лапах эмбриона, но у кротов это происходит раньше в передних лапах по сравнению с задними.

Доктор Констанце Бикельманн из Палеонтологического института и музея Цюрихского университета пояснила: «Эта разница во времени экспрессии гена называется транскрипционной гетерохронией. Это крайний пример адаптации к экологической нише — в данном случае к рытью, — которая отбирала животных с более крупными передними лапами, которые были лучшими землекопами, и так далее».

С момента эволюционного разделения кротов и землероек около 70 миллионов лет назад этот процесс отбора привёл к медленному, но глубокому изменению в экспрессии белка, который встречается почти у всех видов животных.