Мгновенное эволюционное изменение клетки могло привести к появлению млекопитающих

Новая гипотеза, предложенная исследователем из UCL и опубликованная в Journal of Cell Science, предполагает, что одномоментный скачок у одного вида в один день миллионы лет назад мог в конечном итоге привести к появлению млекопитающих, а значит, и человека.

Профессор Джон Мартин (UCL Division of Medicine) полагает, что единичное генетическое молекулярное событие (наследуемое эпигенетическое изменение) у яйцекладущего животного могло привести к первому формированию тромбоцитов около 220 миллионов лет назад.

У млекопитающих и человека тромбоциты отвечают за свёртывание крови и заживление ран, играя ключевую роль в защитной реакции. В отличие от других клеток, у них нет ядер — это уникальная черта млекопитающих, так как у других классов животных, например рептилий и птиц, клетки свёртывания крови имеют ядра.

Наши тромбоциты образуются из мегакариоцитов, которые созревают в костном мозге. Попадая в кровоток и достигая высокого давления в сосудах лёгких, эти клетки «разрываются», высвобождая в кровь тысячи тромбоцитов.

Исследователи предполагают, что миллионы лет назад у предка млекопитающих — возможно, животного, родственного утконосу — произошло самое первое образование тромбоцитов. Это случилось из-за внезапного генетического изменения в ядре его клеток свёртывания, которое нарушило нормальное деление клеток и привело к увеличению их размера.

Эти более крупные клетки могли быть вынуждены разрываться в первых капиллярах кровотока, высвобождая свои цитоплазматические фрагменты. Эти фрагменты оказались более эффективными для остановки кровотечения. Если это генетическое изменение было наследуемым, оно дало бы потомству серьёзное преимущество в естественном отборе. Такое животное могло лучше останавливать кровотечение от ран или драк и жить дольше.

Профессор Мартин заявляет: «Из-за уникальности тромбоцитов разумно предположить, что к их появлению привело уникальное событие. Это была радикальная внутренняя эволюция, произошедшая у одного животного, в один день, 220 миллионов лет назад, и затем закреплённая естественным отбором».

Далее профессор Мартин и его коллега профессор Паоло Д'Авино (Кембриджский университет) предполагают, что это единичное быстрое клеточное изменение в итоге привело за 120 миллионов лет к развитию плаценты. Это позволило дольше удерживать плод внутри матери для развития и, таким образом, эволюционировать к живорождению. Способность свёртывать кровь — важнейший элемент живорождения через плаценту, поскольку плацента отделяется от матки матери в процессе родов. Самка не выжила бы при родах и не смогла бы выкормить потомство, если бы не могла остановить кровотечение.

В своей статье профессора Мартин и Д'Авино предлагают эксперименты для проверки гипотезы, включая модели in vitro и на животных.

«Без этого единственного критического эпигенетического изменения, как мы предполагаем, млекопитающие никогда бы не эволюционировали, а значит, сегодня не было бы и человека, — говорит профессор Мартин. — Нашим исследованием мы заложили основу, основанную на доступных данных, и предлагаем эксперименты, которые либо подтвердят, либо помогут опровергнуть нашу гипотезу».