Потеря анатомических особенностей – не такое уж редкое событие в эволюционной истории млекопитающих. Например, когда-то люди и другие высшие приматы лишились хвоста, а киты — ног. Доказательства подобных изменений легко обнаружить в летописи окаменелостей, поскольку они связаны с преобразованием скелета (сохраняться на протяжении миллионов лет могут только твёрдые кости). При этом учёным во многом приходится лишь догадываться о том, что в ходе эволюции происходило с мягкими тканями животных в ходе приобретения ими современного внешнего вида. Здесь на сцену выходят более сложные аналитические методы.
Так, немецкая команда исследователей во главе с Михаэлем Хиллером (Michael Hiller), сотрудником одного из Институтов Макса Планка и Центра системной биологии в Дрездене, предлагает новый подход к изучению эволюции мягких тканей на примере яичек млекопитающих. В его основе лежит анализ ДНК.
Понимание того, как исторически трансформировалась анатомия животных, в большой степени зависит от наличия точного представления об эволюционных отношениях между различными видами. Если родственные связи не установлены правильно, то и со структурой мягких тканей разобраться будет сложно.
"Поэтому, вместо того чтобы изучать сами мягкие ткани, мы проследили эволюцию генов, необходимых для их формирования", — рассказывает Хиллер в пресс-релизе.
У всех взрослых плацентарных млекопитающих семенники расположены в мошонке или в нижней части живота. Но изначально этот орган формируется в области почек, после чего происходит его опускание. Сперме для успешного размножения необходим определённый температурный режим (поэтому, в частности, мальчикам и мужчинам врачи не рекомендуют перегревать область половых органов).
Но существует группа африканских млекопитающих, к которой относятся слоны, ламантины и некоторые виды насекомоядных грызунов, у которых в ходе развития организма яички остаются в области их формирования. Очевидно, что исторически либо слоны утратили способность опускать семенники, либо другие виды животных приобрели эту особенность.
Чтобы решить эту эволюционную задачку, учёные проанализировали геномы 71 вида млекопитающих и обнаружили, что у животных, которые прячут семенники глубоко внутри тела, имеются неработающие остатки двух генов, играющих важную роль в развитии половой системы млекопитающих.
Они нужны для появления особой связки, которая тянет мужские половые железы вниз. Это означает, что предки слонов и ламантинов обладали функциональными версиями генов, и их семенники всё-таки опускались вниз. Но около ста миллионов лет назад эта особенность развития по какой-то причине была утрачена.
Интересно, что у четырёх африканских видов гены, участвующие в опускании семенников, оказались заблокированы разными генетическими мутациями. Но это произошло после того, как эта ветвь отделилась от других млекопитающих.
Подробные результаты исследования были опубликованы в журнале PLOS Biology.
Подводя итоги работы, авторы отмечают, что благодаря всеобщей тенденции к повышению доступности генетических данных, их метод вполне способен прекратить многолетние споры и об эволюционном развитии многих других анатомических особенностей животных.
Напомним также, что узнать о последних новостях из области постижения эволюционных процессов прошлого и настоящего можно, заглянув в специальный раздел проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru).
