Морські зірки виявилися значною мірою головою без решти тіла. На таке вказує генетичний аналіз цих тварин, який виявив, що у них по всьому тілу експресуються відповідальні за формування голови гени, але майже ніде не працюють гени, які кодують розвиток тулуба чи хвоста. Завдяки цьому вчені зможуть краще зрозуміти еволюцію п'ятипроменевої симетрії тіла замість більш типової для тварин білатеральної. Дослідження опубліковане у журналі Nature.
Відстеження експресії окремих генів у тілі морської зірки. Laurent Formery
Що не так із симетрією морських зірок?
Майже всі тварини нашої планети мають білатеральну, або двобічну, симетрію тіла. Це означає, що їхнє тіло можна розділити на дві майже дзеркальні половини вздовж осі від голови до задньої частини тіла. Однак голкошкірі (Echinodermata), до яких належать і морські зірки (Asteroidea), виділяються. Їхні тіла можна розділити не на дві, а на п'ять таких дзеркальних частин, причому без явної осі від голови до хвоста. Вчені навіть не можуть дійти згоди, що вважати передом голкошкірих, а що задом. Наприклад, одні вважають, що вісь у морської зірки проходить від ущільненої спинної частини до черевної, яка містить органи пересування. Інші ж припускають, що кожна з п'яти симетричних частин має власну вісь від голови до хвоста, що починається із центру тіла тварини.
Розібратися у тому, звідки ростуть ноги голкошкірих, взялися науковці Стенфордського університету з колегами. Для цього вони проаналізували експресію генів у морської зірки Patiria miniata, звертаючи увагу на ті, що відповідають за план тіла в двосторонньо симетричних тварин.
Що показала експресія генів?
Результати змушують по-новому глянути на уявлення про симетрію тіла морських зірок, оскільки вищеописані гіпотези виявилися неправильними. Посередині кожної з п'яти рук цих тварин відмітили лінію клітин, уздовж якої експресуються гени, що у двобічно симетричних тварин відповідають за формування переднього мозку. А ближче до країв рук активно працювали гени середнього мозку. Водночас експресувався лише один ген, пов'язаний із розвитком тулуба, на самому кінці рук морської зірки. Все це означає, що практично все тіло морської зірки відповідає голові в інших груп тварин.
Мікрокомп’ютерна томографія, яка показує скелет (сірий), травну систему (жовтий), нервову систему (синій), м’язи (червоний) і систему судин (фіолетовий) морської зірки. University of Southampton
Науковці все ще не з'ясували, як морські зірки дійшли незвичної будови тіла. Але автори міркують, що у минулому ці тварини мали всі гени, потрібні для формування тулуба, однак відкинули майже всі на якомусь етапі еволюції.