Непосредственно ощущать электрическое поле большинство современных позвоночных уже не могут, но не исключено, что древнее шестое чувство просто надолго заснуло в наших генах: группа биологов, приславшая статью в Nature, показала, что наш далекий предок владел им очень хорошо.
Набор специализированных «детекторов», позволяющих высшим организмам получать и обрабатывать информацию об окружающем мире, отнюдь не ограничивается пятью основными органами чувств, роднящих нас со всеми позвоночными. Перелетные птицы чувствуют магнитное поле – вещь, о которой человек узнал лишь с изобретением компаса. А акулы, некоторые виды рыб и даже два представителя млекопитающих – утконос и ехидна – способны улавливать изменения электрического поля, что помогает им в поисках добычи и ориентации.
Эмбрион веслоноса под электронным микроскопом.
Есть ли что-нибудь общее, кроме самой функции, между электросенсорными органами различных видов и даже классов живых существ?
В самом феномене электрорецепции, который давно открыт и у некоторых видов даже изучен, нет ничего нового. Новостью стало сообщение международной группы биологов, генетиков и нейрофизиологов о том, что 30 тысяч видов наземных позвоночных, включая человека, а также все представители лучеперых, к которым принадлежит свыше 20 тысяч, то есть 95% всех современных известных видов рыб, имели общего эволюционного предка, обладавшего хорошо развитым шестым чувством – электрорецепцией.
Этим общим предком-экстрасенсом, чувствовавшим электрическое поле, была, по всей видимости, жившая 500 млн лет назад хищная и зубастая морская рыба с хорошо развитым зрением и боковой линией – чувствительным органом, помогающим ориентироваться по движению и вибрациям воды и сохранившимся у большинства современных рыб.
Собственно, боковая линия, точнее, эмбриональная ткань, из которой развиваются электрические рецепторы (нейромасты) некоторых осетровых и аксолотлей, дала ключ к разгадке происхождения шестого чувства.
«Наше исследование проливает свет на то, как именно эволюционировали определенные приспособительные механизмы у разных видов и видов, принадлежащих к различным классам, – проблема, которой я занимаюсь 35 лет «, – рассказывает профессор эволюционной биологи Уилли Бемис из Корнельского университета (США), один из авторов статьи, опубликованной в Nature Communications.
Предполагается, что сотни миллионов лет назад древо хордовых расщепилось на две ветви, или класса: лучеперых рыб (останки самого древнего их представителя насчитывают 420 млн лет) и лопастеперых, от которых произошли все наземные позвоночные животные (двоякодышащие и кистеперые, знаменитые латимерии, считавшиеся вымершими 7 млн лет назад, принадлежат именно к этому классу).
Специальные рецепторы, чувствительные к электрическому полю, хорошо развиты у некоторых современных лучеперых. Рекорд по числу таких рецепторов не только среди рыб, но всех животных вообще – более 70 тысяч – держит североамериканский веслонос, ценная промысловая рыба отряда осетрообразных, обитающая в Миссисипи. Электрорецепторы локализованы у веслоноса на коже головы и длинного сплюснутого выроста, которым эта рыба взмучивает и отцеживает донный детрит и захватывает планктон.
Другими животными, но родственными уже лапостеперым, у которых также развита электрорецепция, являются некоторые земноводные – различные саламандры, а также амбистомовые, больше известные благодаря своей личинке аксолотлю, способной достигать половой зрелости и размножаться, не превращаясь во взрослую форму.
До сих не было ясно, являются ли органы, чувствительные к электрическому полю, у видов из совершенно различных классов позвоночных эволюционно общими, или в двух этих группах они развились независимо.
Чтобы ответить на этот вопрос, авторы статьи проследили, из какого рода клеток развиваются электрорецепторы у мексиканского аксолотля и веслоноса, то есть проследили эволюцию этих органов на более низком, чем различные таксоны организмов, уровне – клеточном и молекулярном.
Итогом этой работы и стало доказательство, что предок почти всех современных позвоночных обладал хорошо развитым рецептором электрического поля.
Как показал анализ, чувствительные к электрическому полю нейромасты – волосковые клетки, заключенные в крошечную желеобразную капсулу диаметром 0,1–0,2 мм, – у веслоноса и аксолотля развиваются из плакоды – разновидности эмбрионных клеток, формирующих рецепторы боковой линии у рыб. Другими словами, нейромасты боковой линии и нейромасты, отвечающие за шестое чувство, происходят от эмбриональных клеток одного типа, когда-то формировавших единую сенсорную систему у единого предка двух разных групп костистых рыб.
Таким образом, шестое чувство следует относить не к приобретенному в процессе эволюции некоторых видов специфичному приспособлению, а скорей к общему приспособлению, утерянному в процессе эволюции большинством остальных видов.
У эволюционно близких к лопастеперым рыбам саламандр и аксолотля – существа, как бы «застрявшего» между рыбой и четвероногим, – электрорецепция сохранилась, но в других ветвлениях, давших начало рептилиям, птицам и млекопитающим, она была утеряна. Впрочем, у обитающих в воде представителей одной из самых ранних ветвей млекопитающих – утконосов и ехидн – способность непосредственно чувствовать слабое электрическое поле сохранилась или же была заново экспрессирована в ходе эволюции. Как знать, может, и в человеческих генах дремлет шестое чувство, развитое у наших эволюционных предков.
