Где у морской звезды голова?

С первого взгляда морская звезда кажется сплошным скопищем конечностей. Ну а где же у неё голова? Учебники по зоологии, описывая иглокожих — морских звёзд и их родственников, таких как морские ежи и плоские песчаные ежи, — обычно лаконично сообщают: голова у этих существ в процессе эволюции попросту исчезла. Но свежее исследование, опубликованное в журнале Nature, намекает на куда более необычную картину: морская звезда — это, по сути, почти полностью голова.

Морская звезда и морские ежи

Большинство животных обладает двусторонней симметрией: если провести воображаемую линию вдоль тела, получится два примерно одинаковых зеркальных бока. У морской звезды симметрия радиальная: её тело состоит из пяти одинаковых лучей, расходящихся от центральной точки. Такие параметры закладываются ещё на молекулярном уровне, с помощью определённых генетических маркеров. Причём один и тот же маркер, «приказывающий» клеткам сформировать, скажем, голову у одного вида, у другого может дать нечто совсем иное. С учётом такой странной и независимой эволюции у морских звёзд учёным уже давно трудно понять, какие именно части их тела можно считать передними (головой), а какие — задними (туловищем или хвостом).

Чтобы разобраться, где же у звезды всё-таки находится голова, исследователи взяли морскую звезду Patiria miniata и сравнили её гены с генами её родственника — желудочного червя, у которого и геном изучен хорошо, и голова имеется совершенно очевидная. Используя современные лабораторные методы, команда создала трёхмерную карту активных генов в тонких срезах звёздных лучей.

Оказалось, что те же гены, которые активны в голове желудочного червя, «включены» и у морской звезды — причём повсеместно, по всей её бугристой кожице. Самые передние, «головные» гены особенно активны в центре каждого луча, а по мере приближения к краю их активность смещается в сторону задних участков тела. И, что особенно удивительно, у морской звезды полностью отсутствует генетическая структура, отвечающая за формирование туловища, говорит один из авторов работы, эволюционный биолог Крис Лоу из Стэнфорда.

«Это действительно крайне интересное исследование», — считает Имран Рахман, главный научный сотрудник лондонского Музея естественной истории. — «И, на мой взгляд, очень убедительное».

Работа поднимает большой эволюционный вопрос: как морские звёзды и их родственники, некогда обладавшие двусторонней симметрией, пришли к столь необычной форме тела? «Это до сих пор остаётся настоящей загадкой», — говорит Паола Оливери, специалист по эволюционной биологии из Университетского колледжа Лондона, не принимавшая участия в исследовании. — «И, возможно, такие находки помогут лучше понять, как вообще возникали новые формы и структуры в других ветвях древа жизни».

Теперь учёные планируют обратиться к окаменелостям древних морских звёзд — в надежде выяснить, когда же именно они потеряли своё туловище. А заодно проверить, не являются ли и прочие иглокожие — от морских ежей до офиур — на молекулярном уровне тоже сплошной головой.

Источник: перевод статьи Lori Youmshaiekian из журнала Scientific American #330, 2024.

Комментарии:

Нет комментариев :( Вы можете стать первым!