Біологи запідозрили спільне походження ануса й отвору для виведення сперми

Біологи запідозрили, що анус у ранніх тварин з двобічною симетрією тіла утворився з отвору для виведення сперми, який пізніше з’єднався з кишківником. Такий висновок зробили на основі спільних генів, які в еволюційно давніх груп тварин сприяють формуванню отвору для виведення сперми, а в новіших груп — анус. Це відкриття допоможе зрозуміти еволюцію двобічної симетрії у тварин, яка дозволила їм мати більші розміри та складнішу будову тіла. Статтю з результатами опублікували на сайті препринтів bioRxiv.

Будова тіла в еволюційно давніх тварин (зліва) і сучасних двобічносиметричних (справа). Темно-фіолетовим позначені місця, у яких виявляли гени для формування ануса: в отворі для виведення сперми (male gonopore) і навколо ануса (hindgut) тварин із двобічною симетрією. Hejnol et al., 2025

Чому важливо знати походження ануса?

Тварини, які в ході еволюції виникли першими, такі як кишковопорожнинні, не мають наскрізного кишківника, тобто їжа надходить в їхній організм і виходить крізь один отвір. Це сильно обмежує їхні можливості для росту, адже вони не можуть знову харчуватися, поки не виведуть рештки їжі з попереднього прийому.

Появу ж наскрізного кишківника, а разом із ним — двобічної симетрії, коли права частина тіла дзеркально відповідає лівій, вважають еволюційним проривом. Більшість сучасних видів тварин мають саме таку будову тіла. Тож дослідники з Бергенського університету в Норвегії хотіли з’ясувати, які процеси посприяли цьому еволюційному прориву.

Що дізналися про зв’язок ануса й отвору для виведення сперми?

Біологи досліджували Xenoturbella bocki — червоподібну морську тварину, яка належить до групи, що є сестринською до всіх інших тварин із двобічною симетрією. І на відміну від них, X. bocki не має наскрізного кишківника, а виводить рештки їжі назовні через рот. Як з’ясували дослідники, самці цього виду мають гонопор — отвір для виведення сперми назовні для зовнішнього запліднення яєць, які самиці відкладають через рот.

Досліджуючи геном клітин, які формують цей гонопор, науковці виявили в ньому ті ж гени, що відповідальні за формування ануса у тварин з двобічною симетрією. При цьому ці гени були спільними як для первинноротих, у яких отвір ембріона бластопор на ранніх стадіях стає ротом і до яких належать черви та комахи, так і для вторинноротих, у яких цей отвір стає анусом і до яких належать усі хребетні тварини. Тобто, незалежно від того, як саме протікає ембріональний розвиток у тварин, за формування ануса відповідальні одні й ті самі гени.

Чим корисні знання про анус тварин?

Науковці вважають, що саме гонопор Xenoturbella bocki чи споріднених із ним видів став зачатком для появи наскрізного кишківника та двобічної симетрії у тварин. Якщо це справді так, то науковці зможуть встановити приблизний час появи цього еволюційного прориву та, можливо, пов’язати його зі змінами в умовах на Землі. Утім інші дослідники вважають, що X. bocki, навпаки, є видом, який втратив анальний отвір вже після його виникнення в інших тварин із двобічною симетрією. Остаточно з’ясувати це допоможуть дослідження вимерлих тварин, що були предками перших двобічносиметричних.

• Щоб краще зрозуміти еволюцію ранніх тварин, науковці досліджують і личинки вимерлих особин, адже у процесі свого ембріонального розвитку вони поступово набувають рис складніших організмів. Так у Китаї знайшли личинку предка усіх членистоногих і червів без рота й ануса.