Мышцы появились еще задолго до позвоночных животных

Ученые уже давно подробно изучили структуру мышечных клеток и сократительный механизм, особенно у позвоночных животных, но история развития мышечной ткани во многом остается таинственной. Ученые из Венского университета совместно с коллегами из Австралии и Германии обнаружили, что мышечные клетки возникли намного раньше, чем до этого считалось.

Животные могут бегать, плавать, летать, прыгать благодаря мышцам, так что без преувеличения можно утверждать, что эволюция живых организмов стала возможна только после возникновения мышечных клеток. По новой теории, первые мышечные элементы появились одновременно с многоклеточностью задолго до того, как у животных появились первые ткани. Потом разные группы живых организмов различным образом решали проблему образования из сократительных элементов полноценных мышечных клеток.

Основными методами, использованными исследователями, были сравнение и анализ геномов и активности генов у разных групп живых организмов. Одним из главных компонентов мышц является миозин (сократительный белок). Ученые обнаружили, что современный ген миозина, присутствующий у позвоночных, образовался в результате удвоения предкового гена, на основании чего они предположили, что этот предковый ген или его следы возможно найти в геномах более древних организмов.

Исследователи обнаружили древний сократительный белок даже у беспозвоночных губок, не имеющих настоящих мышц и никаких дифференцированных тканей. Миозин помогает этим организмам регулировать проток проходящей через их тело воды: они фильтруют пищу их окружающей среды. То, что миозин не обязательно сопровождает только уже сформированные мышечные клетки, свидетельствует о том, что эволюция мышечных клеток началась намного раньше, чем появились позвоночные. Авторы исследования даже предположили, что первые мышечные элементы могли возникнуть еще у одноклеточных организмов, а у многоклеточных смогли реализоваться.

При этом ученые считают, что мышечные элементы возникали у древних организмов не один раз и потом развивались у каждой группы независимо. К такому заключению они пришли после изучения сократительных клеток и геномов стрекающих кишечнополостных, которые включают медуз и актиний. Так как их сократительный аппарат схож с устройством мышц позвоночных, то ученые долгое время считали, что мышечные клетки человека и этих беспозвоночных произошли от общего предка. Однако при более детальном анализе выяснилось, что многие отличительные черты мышечных клеток двусторонне-симметричных организмов, в частности человека, у актиний и медуз отсутствуют.

Таким образом, эволюция мышечных волокон началась еще во времена появления первых представителей многоклеточных, а потом разные группы организмов самостоятельно решали проблему образования из этого материала полноценных сократительных клеток, образующих мышечную ткань.

По материалам Sciencemagiс.ru