Походження диких тварин – можливо, невелика генетична зміна дозволила хребетним покинути море | Наука і технології

aпідходить 370 мільйонів років тому, у другій частині девонського періоду, предки всіх наземних хребетних вийшли з океану і почали отримувати користь від невикористаного багатства, знайденого на березі. Це був великий крок, в прямому та переносному значенні, і еволюційні біологи давно припускали, що індукція анатомічного переходу від функціонального плавця до примітивної гомілки, що дозволило йому відбутися, вимагатиме збігу множинних генетичних мутацій. Однак це може бути не так. Стаття, щойно розміщена в тюремна камераБрент Хокінс, Кетрін Хенк і Метью Гарріс з Гарвардського університету, він припускає, що процес був зумовлений однією генетичною зміною найменшого можливого типу.

Походження тетрапод найкраще зрозуміти, оскільки наземні хребетні відомі в цілому зоологам, тріо розглядало те, що сталося з даніо (загальним предметом експериментів у біології розвитку, оскільки вони малі, прозорі та рясно розмножуються), модифікуючи гени ці риби. Розглянувши понад 10 000 зразків мутантів, вони помітили, що одна група мутантів мала незвичний малюнок кістки на грудних плавниках. Замість того, щоб мати чотири, вони мали шість.

Цікаво, що додаткові пари знаходились на деякій відстані від тіла, а задіяні кістки були паралельні одна одній таким чином, що променева і ліктьова кістки працюють в передній частині чотириногих (див. Малюнок). Крім того, що найцікавіше, дві нові кістки точно інтегрують м’язи плавника і добре формуються з рештою місцевого скелета. Але що ще цікавіше, ця велика анатомічна трансформація виникла в результаті заміщення одного типу білкової молекули, яка називається ланкою, однією з її незамінних амінокислот.

Фокальний – індекс білка. Але це не одне, наскільки команда може сказати нам, переглянувши літературу, присвячену ембріогенезу, яку раніше хтось пов’язував із процесом формування кінцівок у хребетних. Однак експеримент, який вони потім провели на мишах, який передбачав усунення гена, що кодує перехід, призвів до деформації кісток у всіх кінцівках чотирьох гризунів, а не лише передніх. Тоді очевидно, що цей білок насправді відіграє роль у формуванні кінцівок чотириногих.

Найновіший загальний предок даніо та мишей передував девону. Це дає багато часу для того, щоб закономірності розвитку ембріона змінювались у лініях, що ведуть до двох видів, – зокрема, для зміни способу еволюції плавників сучасних риб. Тож той факт, що мутація, яку команда виявила в даний час, впливає лише на грудний плавник, не виключає можливості того, що він також міг стимулюватись, на той час, тазовий плавник риби-предка миші, досягаючи кісток зараз. Широко відомий як малогомілкова кістка і стебло. Отже, цілком можливо, що доктор Хокінс, Хенк і Гарріс, можливо, знайшли джерело тієї суттєвої зміни, яка дозволила предкам щурів – і людям теж – кинутися на берег і залишити море позаду.

Ця стаття з’явилася у розділі «Наука та техніка» у друкованій версії під назвою «Отримати ногу».