Почему ленивцы и ламантины — исключения из правила о числе шейных позвонков у млекопитающих
Большинство млекопитающих, от мыши до жирафа, имеют строго семь шейных позвонков. Однако ленивцы и ламантины — исключения, у них это число аномально. Исследование в журнале EvoDevo объясняет, как эти виды эволюционировали.
У других классов позвоночных число шейных позвонков варьируется, но у млекопитающих отклонение от семи обычно связано с рисками: мертворождение, детский рак, неврологические проблемы (например, синдром грудного выхода).
Ленивцы — единственные млекопитающие с разным числом позвонков без видимых проблем:
- Двупалые ленивцы (Choloepus): 5–7 шейных позвонков.
- Трёхпалые ленивцы (Bradypus): 8–9 шейных позвонков.
Существовали две гипотезы, объясняющие эти изменения:
- Гомеотическая мутация (например, в генах Hox) — меняет идентичность позвонков, но вызывает побочные эффекты во всём организме.
- Изменение primaxial/abaxial паттернирования — влияет только на позвонки, что могло бы объяснить отсутствие побочных эффектов у ленивцев.
Анализ скелетов ленивцев и родственных видов (муравьеды, броненосцы) показал:
- У Choloepus позвонки преобразовались из шейных в грудные (укорочение шеи), причём у 7-го позвонка есть рёбра (у C. hoffmanni — полные, у C. didactylus — рудиментарные).
- У Bradypus 8-й позвонок остаётся шейным, а 9-й имеет рудиментарные рёбра.
- У всех ленивцев обнаружены другие аномалии скелета: сращение позвонков, дефекты хрящей, асимметричные рёбра. Это не объясняется теорией primaxial/abaxial паттернирования, но соответствует побочным эффектам гомеотической трансформации.
Ламантины (Trichechus) также показали сходные изменения скелета. Более того, у половины изученных дюгоней и нескольких даманов также было снижено число шейных позвонков, и у всех были другие аномалии скелета.
Выводы исследования:
- Результаты подтверждают теорию гомеотической трансформации (изменение идентичности позвонков), а не теорию primaxial/abaxial паттернирования.
- Медленный образ жизни и низкий метаболизм ленивцев, вероятно, защитили их от побочных эффектов таких мутаций (например, от рака и синдрома грудного выхода), позволив эволюции изменить длину шеи.