Як змії втратили ноги

Мутації блокують генетичну програму формування кінцівок

У змій немає ніг - чому, зараз з’ясували дослідники. © reptiles4all / thinkstock
читати вголос

Послідовна мутація: Дослідники виявили, чому у змій немає ніг. Вони несуть три мутації в геномі, які блокують вирішальний генний комутатор для розвитку ніг. Хоча змії все ще володіють повною технікою для формування ніг, вони не є або лише ненадовго приводяться в рух із змієм ембріона, як повідомляють вчені в журналі "Current Biology".

Змії є досить вдалою моделлю еволюції: їх можна знайти майже на кожному континенті, використовуючи розумні стратегії полювання, щоб ловити свою здобич, і вміють плавати, лазити по деревах і навіть літати - майже. Але одне, що змії зробити не можуть: бігайте. Тому що їм просто не вистачало ніг для цього.

Енігматична втрата ніг

Але чому? Майже 150 мільйонів років тому предки Кобри, Пітона і Ко ходили на чотирьох добре сформованих ніжках по цій місцевості. Тоді, однак, почався дивний регрес: спочатку ноги стиснулися у деяких доісторичних змій, потім вони зникли, окрім заглушки повністю.

Френсіска Ліл і Мартін Кон з Університету Флориди в Гейнсвіллі тепер виявили причину цієї втрати ноги споконвічних змій. Для свого вивчення вони вивчали генетику та розвиток ембріональних пітонів, типу змії, яка несе крихітні залишки кістки ноги всередині тіла.

Просто короткий мерехтіння

Результати показали, що генетична схема, яка нормально рухає розвитком ніг у ембріона, у змій несправна. Що стосується молодих пітонів, генетична програма лише на короткий час стрибає, але швидко зникає знову. Це викликає у цих змій лише бутони задніх ніг. дисплей

Скелет габонської гадюки (Bitis gabonica) - ні слідів ніг Stefan3345 / CC-by-sa 4.0

Для інших змій, таких як кобри та гадюки, ще більше порушується генетична програма розвитку ніг. Як виявили дослідники, формування самих кінцівок у ембріона вже не активізується. В результаті у цих змій немає навіть бутонів ніг.

Три мутації в генному перемиканні

Причина цього наслідкового дефекту полягає лише в одному гені, так званому генному соні. Коли це стає активним, це викликає весь каскад формування кінцівок у всіх ссавців. Однак, як виявили Ліл і Кон, змії зазнали трьох мутацій у вирішальній області переключення цього гена. Як результат, ген важко або більше не може бути прочитаний.

Це означає, що змії все ще мають усі генетичні інструменти, необхідні для побудови своїх ніг. Вони збереглися мільйони років. Однак програма блокується мутаціями в генному комутаторі. Зі своїх генетичних аналізів дослідники роблять висновок, що ці мутації мали відбутися близько 100 мільйонів років тому.

"Дивовижне збереження цієї генної програми та її специфічна модифікація в геномі змії є чіткою ознакою її походження: Змії чітко еволюціонували від предків з ніжками", - каже Ліл. "Їх генетичний матеріал доводить це." (Поточна біологія, 2016; doi: 10.1016 / j.cub.2016.09.020)

(Університет Флориди, 24.10.2016 - НКО)