Новые ключи к разгадке происхождения парных конечностей

Международная группа учёных, включая специалистов из Медицинской школы Университета Колорадо, обнаружила новые данные, проливающие свет на происхождение парных конечностей — важнейший эволюционный шаг, который остаётся неразрешённым и вызывает горячие споры.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Столетняя загадка

Вопрос о происхождении конечностей обсуждается более 100 лет. Существуют две основные конкурирующие гипотезы:

  • Гипотеза жаберной дуги (Карл Гегенбаур, 1878 г.): парные плавники произошли от структур, поддерживающих жабры рыб.
  • Гипотеза латеральной складки: парные плавники развились из непарных плавниковых складок на спине и брюхе рыбы.

Наблюдение за "странными" клетками

Лаборатория Кристиана Мозиманна изучала развитие органов у рыбок данио-рерио. Исследователи заметили особый тип клеток, похожих на фибробласты, которые мигрировали только в брюшной (вентральный) и грудной (пекторальный, аналог наших рук) плавники.

Эти клетки имеют общее происхождение с сердечно-сосудистой системой из так называемой латеральной пластинки мезодермы. Именно из этого эмбрионального слоя развиваются сердце, сосуды, почки, соединительная ткань и основные части конечностей.

Ключевое открытие

Используя генетические методы для отслеживания клеток, исследователи во главе с аспиранткой Ханной Моран установили, что загадочные фибробласты в брюшном плавнике также происходят из латеральной пластинки мезодермы.

Это открытие стало важным молекулярным "пазлом" в общей картине эволюции конечностей. Полученные данные хорошо согласуются с теорией двойного происхождения, объединяющей элементы двух классических гипотез.

Эмбрион как машина времени

Изучая механизмы эмбрионального развития и сравнивая анатомию современных видов, учёные могут строить теории об эволюции структур. Эмбрионы сохраняют древние черты, позволяя "заглянуть в прошлое".

Международная коллаборация

В работе участвовали лаборатории со всего мира, изучавшие различные модели: веслонос, шпорцевые лягушки, золотые рыбки ранчу. Такой подход позволил получить более полную картину.

Выводы

Исследование не ставит точку в вековом споре, но даёт важные молекулярно-генетические данные для его разрешения. Оно подтверждает, что парные конечности развиваются из латеральной пластинки мезодермы, что не исключает их древней связи с непарными плавниками.