Човешкият произход се свързва с древни безчелюстни риби, смучещи кръв

Б езчелюстните, кръвосмучещи риби могат да ни помогнат да разберем как са еволюирали хората и всички останали гръбначни животни, твърдят учени.

Според ново проучване, публикувано на 26 юли в списанието Nature Ecology and Evolution, миногите, които се отличават с липсата на челюст и ужасяващия си външен вид, имат клетъчна популация, която е ключова за произхода на гръбначните животни.

Гръбначните животни, включително хората, водят началото си от древни риби, живели преди повече от 400 милиона години през девонския период (преди 419 милиона до 359 милиона години). По това време рибите без челюсти са изпълвали моретата, докато гръбначните с челюсти са били рядкост. Днес е точно обратното. 

Лампиите и морските котки са единствените оцелели групи от някога доминиращите безчелюстни гръбначни животни. Те са сред най-примитивните живи гръбначни животни, така че изучаването на техните гени може да помогне на изследователите да разберат по-добре ранната еволюция на гръбначните. 

„Лампиите може да са ключът към разбирането на това откъде сме дошли. В еволюционната биология, ако искате да разберете откъде е дошла дадена характеристика, не можете да очаквате по-сложни гръбначни животни, които са се развивали независимо в продължение на 500 милиона години. Трябва да погледнете назад, към най-примитивната версия на вида животно, което изучавате, което ни води обратно към морските котки и миногите - последните живи примери за безчелюстни гръбначни животни“, казва в изявление авторът на изследването Карол ЛаБон, професор по молекулярни науки в Северозападния университет в Илинойс. 

Лабън и колегите ѝ сравняват гените на миногите с група водни жаби с челюсти, наречени Xenopus. Те специално са разгледали гените, регулиращи популацията от стволови клетки, наречена неврален гребен, която се среща само при гръбначните животни и според проучването е спомогнала за еволюцията на гръбначните животни.  

„Тези стволови клетки са от основно значение за устройството на тялото на гръбначните животни, тъй като допринасят за различни клетъчни типове, тъкани и структури, които са от съществено значение за произхода и диверсификацията на гръбначните животни“, пишат изследователите в проучването.

Екипът открива сходна генна мрежа при двете животни - с изключение на една съществена разлика. Ген, регулиращ стволовите клетки, наречен pou5, не е бил експресиран в клетките на невронния гребен на миногите, което може да е ограничило способността на тези клетки да създават главата и челюстта, според изявлението. Това може да обясни защо миногите са без челюсти. 

Изследователите са разгледали и плурипотентните клетки бластула - по-примитивни клетки, които според екипа са свързани с еволюцията на невронния гребен. Тези клетъчни типове също могат потенциално да се превърнат във всички други клетъчни типове в тялото, известно като плурипотентност, така че те са важни за определяне на плановете на тялото. 

Учените откриват, че при миногите и ксенопусите има напълно непокътната мрежа за плурипотентност в клетките на бластулата, което предполага, че стволовите клетки на бластулата и невронния гребен са еволюирали в началото на родословното дърво на гръбначните. 

Изследователите изказват хипотезата, че pou5, която се е намирала в клетките на бластулата и на лампионите, е била налична при първата еволюция на предците на челюстните и безчелюстните гръбначни животни и по-късно е била изгубена от невронния гребен на безчелюстните гръбначни животни. 

 „Докато повечето от гените, контролиращи плурипотентността, се експресират в невронния гребен на миногата, експресията на един от тези ключови гени - pou5 - е била загубена от тези клетки“, казва първият автор Джошуа Йорк, изследовател в катедрата по молекулярни бионауки в Северозападния университет.

„Удивително е, че въпреки че pou5 не се експресира в невронния гребен на миногата, той може да насърчи формирането на невронния гребен, когато го експресирахме в жаби, което предполага, че този ген е част от древна мрежа за плурипотентност, която е присъствала в нашите най-ранни предци гръбначни животни“, казва още Йорк. 

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase