Улучшенное яйцо позволило насекомым завоевать сушу

Успех насекомых на суше связан с защитой их яиц от высыхания. Благодаря внезародышевой оболочке в яйце — серозе — насекомые смогли успешно перейти от жизни в воде к жизни на суше. Исследовательская группа лауреата гранта Veni доктора Маурийна ван дер Зе (Лейденский университет) опубликовала результаты этого исследования в Proceedings of the Royal Society B.

«Сероза — это мембрана, которую производит эмбрион. Сероза удерживает воду внутри яйца», — объясняет первый автор и аспирант Крис Джейкобс. «Во-первых, мы продемонстрировали, что сероза уникальна для яиц насекомых. Предки насекомых, ракообразные, такие как раки и креветки, не имеют такой защитной мембраны. Эти животные живут в море, тогда как насекомые совершили переход на сушу. Чтобы стать по-настоящему независимыми от воды, не только взрослые особи должны быть защищены от высыхания, но и яйца должны иметь возможность развиваться на суше. Эволюция серозы в яйцах насекомых сделала это возможным».

RNAi

Исследователи использовали мучного хрущака в качестве модели для определения функции серозы. Плодовая мушка не подходила, так как это единственное насекомое, которое вторично утратило серозу. У мучного хрущака, как и у всех других насекомых, сероза есть. Чтобы «выключить» серозу, исследователи использовали молекулярно-генетическую технику РНК-интерференции (RNAi) для подавления экспрессии гена. Удалить серозу другим способом невозможно, так как эта мембрана лежит под яичной скорлупой, которую производит мать. RNAi позволила «выключить» серозу, оставив скорлупу целой. После этого учёные увидели, что яйца без серозы стали чувствительны к высыханию.

Позвоночные

«Вся история похожа на то, что произошло с позвоночными», — добавляет руководитель исследования Маурийн ван дер Зе. «Рыбы, первые позвоночные, жили в воде. Хотя у амфибий есть ноги и лёгкие, им всё ещё нужно откладывать яйца в воду, и в этом отношении они не являются настоящими наземными животными. Только с эволюцией амниотического яйца — яйца с оболочкой вокруг него, как у птиц и рептилий, — позвоночные по-настоящему стали независимыми от воды. Точно так же у насекомых именно инновация в яйце сделала их столь успешными на суше».