Норвежские исследователи утверждают, что они разобрались в эволюционной истории "заднего прохода" (лат. анус). Команда норвежских учёных выявила два набора генов, которые отвечают за то, что некоторые существа обладают полностью функционирующим анусом, в то время как другие – лишь "переходной стадией" этого органа.
Команда норвежских исследователей идентифицировала два набора генов, которые ответственны за то, что у некоторых существ развивается полностью функционирующий анус, а у других – лишь орган в зачаточном состоянии (фото Cynthia Gilbert/Flickr).
Результаты их научной работы также объясняют, почему некоторые существа (такие как черви-приапулиды) имеют пищеварительную систему, похожую на человеческую, даже несмотря на то, что разница между этими двумя видами огромна.
Биологи Андреас Хейнол (Andreas Hejnol) и Чема Мартин-Дуран (Chema Martín-Durán) из Бергенского университета многие годы изучали, как гены влияют на развитие существ.
Данное исследование основывается на другой научной работе, целью которой было изучение генов, экспрессируемых в ходе развития кишечника, желудка и ануса червя-приапулиды (фото Bruno Vellutini/Sars International Centre of Marine Molecular Biology).
"Учёные обращали внимание на различные органы и системы, например, на нервную систему, на мозг, а вот анальным отверстием незаслуженно пренебрегали, – считает Хейнол. – А между тем очень важно понять, как изменения на молекулярном уровне в процессе эволюции привело к формированию этой части кишечника".
Мшанки Membranipora обладают U-образной кишкой (фото Bruno Vellutini).
Исследование, подробно описанное в издании Zoologischer Anzeiger, помогло идентифицировать генетические кластеры, известные как Brachyury и ParaHox. Они имеют решающее значение для развития заднего прохода. У всех животных, имеющих анус, эти гены почти равномерно экспрессируются в тканях, окружающих задний проход.
Результаты показали, что анус, пожалуй, является одним из важнейших органов тела, так как он помогает работе нашей пищеварительной системы. Однако при этом не у всех животных его строение одинаково.
У этого большого плоского червя на спине развилось сразу несколько анусов (фото Cassandra Extavour).
У некоторых существ этот орган представлен совсем примитивной версией, у других – некоторой "переходной стадией", а у третьих же орган многофункционален. Морской огурец вида Parastichopus tremulus, например, не только испражняется через анус, но и дышит через него, а ещё один вид — Parastichopus californicus — с его помощью питается. Животные, у которых присутствует сложный функционирующий анус, как правило, являются более крупными существами, они могут съесть больше пищи и достичь больших размеров.
Скорпион Ananteris balzani теряет анус (фото Mattoni et al/CC by 2.5).
Попытка понять, как и почему развивается анус у разных видов, осложняется ещё и тем, что у некоторых групп животных он может то появляться, то исчезать. Так происходит, например, у плоских червей. У некоторых из них анусов вообще несколько.
Пища проходит длинный путь внутри ленточного червя Llongissimus (фото Bruno Vellutini).
Данное исследование во многом опирается на результаты более раннего исследования, целью которого было выявление генов, экспрессируемых в ходе развития кишечника, желудка и ануса червя-приапулиды. Учёные были весьма удивлены, когда обнаружили, что не только у червей, но и у человека, рыб, лягушек и многих других животных те же самые кластеры генов были вовлечены в этот процесс.
Acoelomorpha помогут учёным разобраться в происхождении ануса (фото Eric Röttinger).
Это свидетельствует о том, что формирование пищеварительной системы (в том числе человека) началось гораздо раньше, чем принято было считать — вероятно, около 500 миллионов лет тому назад.
Анус морских огурцов очень многофункционален (фото Mattias Ormestad).
В настоящий момент команда проводит другие исследования, чтобы понять, мог ли анус развиваться независимо, но сходным образом сразу у нескольких групп животных.
