Механизмы, объясняющие разнообразие положения задних конечностей в эволюции тетрапод

Команда исследователей из Университета Нагоя (Япония) обнаружила, что белок GDF11, участвующий в эмбриональном развитии, играет ключевую роль в формировании окончательного положения крестцовых позвонков и задних конечностей у тетрапод. Результаты исследования, опубликованные в июле 2017 года в журнале Nature Ecology & Evolution, раскрывают давнюю загадку эволюционной биологии.

Выяснение механизмов, определяющих видовое положение частей тела, например, задних конечностей, — важный шаг в понимании эволюции тетрапод. Это группа, включающая всех потомков общего предка амфибий, рептилий и млекопитающих, даже тех, кто вторично утратил конечности, как змеи или птицы. Исследование показывает, что видовое разнообразие в положении конечностей могло возникнуть из-за изменений во времени или скорости событий в гене, экспрессирующем GDF11, в ходе эмбриогенеза.

«У лабораторных мышей, которые не производят белок GDF11, мы отметили, что крестцовые позвонки и задние конечности смещены дальше к задней части», — сообщил Ёсиюки Мацубара, ведущий автор исследования. Команда проанализировала паттерн экспрессии гена на разных стадиях развития у куриных эмбрионов, а затем изучила корреляцию между экспрессией Gdf11 и положением конечностей у восьми видов тетрапод, включая лягушку, черепаху, геккона, змею, цыпленка, перепела, эму и мышь. Полученные данные, например, объясняют, почему у змей длинный туловище: время инициации экспрессии Gdf11 у них в процессе развития гораздо позже, чем у других видов.