Волосы, перья и чешуя имеют общее происхождение
Исследователи из Женевского университета (UNIGE) и Швейцарского института биоинформатики (SIB) доказали, что волосы млекопитающих, перья птиц и чешуя рептилий являются гомологичными структурами, то есть имеют общее эволюционное происхождение.
Единое эволюционное происхождение плакод
Ключевое открытие заключается в том, что чешуя рептилий развивается из плакоды — локального утолщения эпидермиса с особыми клетками. Ранее считалось, что плакода есть только у зачатков волос и перьев, что указывало бы на их независимое происхождение. Однако новое исследование выявило, что у рептилий (крокодилов, змей и ящериц) в процессе эмбрионального развития формируется плакода с идентичными молекулярными и микроанатомическими сигнатурами, что и у млекопитающих и птиц.
«Это указывает, что три типа кожных придатков гомологичны: чешуя рептилий, перья птиц и волосы млекопитающих, несмотря на их очень разные конечные формы, эволюционировали из чешуи их общего рептильного предка», — объясняет Мишель Милинкович.
Ключевой ген развития кожных придатков
Исследование также изучило ген ectodysplasin-A (EDA) на примере бородатых агам. У этих ящериц существует три варианта:
- Дикий тип с нормальной чешуей.
- Особи с одной копией мутации — имеют уменьшенную чешую.
- Особи с двумя копиями мутации — полностью лишены чешуи.
Учёные обнаружили, что эта мутация затрагивает ген EDA, который у людей и мышей отвечает за развитие зубов, желёз, ногтей и волос. Нарушение работы EDA у ящериц приводит к сбою в формировании плакоды чешуи, аналогично тому, как мутации в этом гене у млекопитающих и птиц нарушают развитие плакод волос и перьев. Эти данные согласуются с гипотезой об общем происхождении кожных придатков.
Следующая задача — понять механизмы, которые привели от чешуи общего предка к огромному разнообразию форм волос, перьев и чешуи.