Эволюционные секреты брахиоподовой раковины

Исследователи из Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене провели первое детальное изучение молекулярных механизмов, ответственных за формирование раковины брахиопод. Сравнение с синтезом раковины у других групп выявляет глубокие эволюционные корни этого процесса.

Брахиоподы (плеченогие) — морские беспозвоночные, которые были высокоуспешной и широко распространенной группой в палеозойскую эру. Группа хорошо известна своим богатым ископаемым материалом. На сегодня описано около 30 000 ископаемых видов, а древнейшие образцы датируются кембрийским периодом и имеют возраст около 500 миллионов лет. «Молекулярная основа того, как фактически строится эта раковина, до сих пор была практически неизвестна», — говорит профессор Герт Вёрехейде. Чтобы выяснить это, ученые провели первое комплексное исследование генов и белков, участвующих в формировании раковины у брахиопод.

Раковина брахиопод состоит из двух створок, но, в отличие от моллюсков, они не являются лево-правосимметричными, а представляют собой верхнюю (дорсальную) и нижнюю (вентральную) створки. Створки состоят из карбоната кальция (кальцита) или фосфата кальция в ассоциации с разнообразными белками и полисахаридами, которые выделяются клетками мантии. «Именно поэтому белки, включенные в раковину, могут дать представление о способе ее формирования», — объясняет Вёрехейде.

Исследователи определили полный набор белков (протеом), обнаруженных в раковине южноамериканского вида Magellania venosa, а затем охарактеризовали гены, кодирующие эти белки, из ткани мантии. Семь наиболее распространенных белков оказались уникальными для брахиопод, но демонстрируют биохимические черты, сходные с белками, выполняющими аналогичные функции у других типов животных. Основываясь на этих анализах, ученые пришли к выводу, что генетическая программа и молекулярные механизмы, используемые в биоминерализации, частично эволюционно консервативны среди беспозвоночных.