Ученые разгадали биологическую загадку 200-летней давности

Ученые Манчестерского Университета сыграли важную роль в международном исследовании, сфокусированном на изучении вопроса давностью 200 лет: почему у различных видов животных одинаковые стадии развития зародыша?

Научно-исследовательская группа рассматривала различия в развитии эмбриона видов, находясь в поисках схожих признаков относительно зародыша и генов, объединяющих животных в оду группу. При этом ученые использовали современные молекулярные методы, касаясь предмета, который является классической проблемой в биологии.

Уже давно отмечено, что существуют поразительные сходства между развитием эмбриона у животных и историей их эволюции. Эта взаимосвязь между развитием животных и глубоким эволюционным периодом таит намек на существование тесных связей между различными видами животных и, следовательно, захватила воображение, как биологов, так и более широкой публики.

Тем не менее, еще с тех пор, как первые наблюдения были обсуждены ведущими биологами 19-го столетия, в дискуссиях о существовании и значении этих сходств было много опровержений, возникающих из-за субъективной природы сравнений разных форм живых существ.

Пока пионеры эмбриологии верили, что у разных видов животных аналогичное развитие зародыша на самых ранних этапах, появление улучшенных методов наблюдения в 20-м столетии привело к пересмотренному предложению. Было замечено, что очень похожие средние этапы развития эмбриона существуют у видов, принадлежащим к широкой классификационной группе, известной как 'тип', с более ранними и поздними периодами, часто показывающими заметное расхождение в форме. Эта так называемая 'модель песочных часов', поддерживаемая подтверждениями характерными для биологов 19-го столетия, а именно: субъективные сравнения появления зародыша.

Обладая преимуществами успеха крупномасштабных методов, основанных на генетике, международная группа ученых сравнила развитие зародыша шести различных видов дрозофилы на молекулярном уровне. Вместо субъективной оценки массы видимых признаков, они сделали объективные измерения уровней выраженности для нескольких тысяч генов.

Группа обнаруживала, что период развития, когда насекомые наиболее схожи по форме, на самом деле связан с соответствующим сходством в выражении гена. "Это открытие подтверждает выводы предшествующих анатомических исследований и расширяет наше понимание о взаимосвязи между развитием и эволюцией на молекулярном уровне" – объяснил Д-р Калинка, который вел данный анализ.

Результаты анализа также проливают свет на тот факт, почему существует сходство на среднем этапе развития зародыша у животного, фундаментальная проблема, которая оставалась нерешенной. Д-р Бергман объяснил следующее: "Наш анализ обеспечивает первое твердое подтверждение тому, что этот период сходства между видами животных активно сохраняется естественным отбором, по сравнению с периодом который противостоит изменению по другим причинам".

Результаты открывают новые горизонты на примере моделей дрозофилы для генетики, развития и эволюции. Обнаружение образца песочных часов среди таких тесно связанных видов равносильно для биологов тому, как если бы они нашли машину времени, процессы которой ведут к разветвлению древа животных начавшегося 600 миллион лет тому назад. А так как этот вид жив еще и сегодня, то может быть изучен благодаря таким современным технологиям как, например, генетическая манипуляция и формирование изображения с высоким разрешением. Павел Томанкак, который вел анализ, заключил следующее: "В будущем мы надеемся использовать эти новые инструментальные средства для более глубокого понимания эволюционных процессов, которые формировали замечательное разнообразие форм животных наблюдаемых сегодня".

Оригинал (на англ. языке): Physorg  Перевод: М. Гончар

• Захороненные формы рельефа раскрывают древнее ледниковое прошлое Северного моря
• Гималаи разрушили 30% континентальной коры в зоне столкновения
• Западные пограничные течения и их влияние на климат
• Резьба на древнем памятнике может быть самым старым календарем в мире
• Учёные предлагают рекомендации по исследованию солнечного геоинжиниринга
• Странная цифровая маска гарантирует, что люди будут держаться на расстоянии
• Удивительное открытие: свет может заставить воду испаряться без нагревания
• Археологи обнаружили самую древнюю деревянную структуру в мире