Найден ген, благодаря которому у первых животных появилась голова

В первое время существования сложной многоклеточной жизни на Земле у животных не было ни позвоночника, ни мозга. Их нервная система представляла собой только сеть нейронов, разбросанных по всему телу. Однако в течение миллионов лет они каким-то образом сосредоточились на одном конце тела.

Оболочники (Tunicata) являются ближайшими живыми родственниками позвоночных, только у этих животных совсем нет головы. Их центральная нервная система состоит из скоплений нейронов в передней и задней частях их тела с продольным соединением.

«Оболочники похожи на эволюционный прототип позвоночных. Наш общий предок, вероятно, был очень похож на личинку оболочника», — объясняет зоолог Уте Ротбехер из Инсбрукского университета (Австрия).

Не все ученые-эволюционисты согласны с этим: долгое время это была спорная область исследований. Но недавно Ротбахер и его коллеги нашли доказательства, подтверждающие их идеи. Научная статья вышла в Nature, об исследовании рассказывает ScienceAlert.

Их исследование показало, что гены Hmx, кодирующие пару нейронов в хвосте личинки оболочника, связаны с генами, кодирующими группы нейронов в голове миноги.

Миноги считаются «живыми ископаемыми». Эти морские животные — одни из первых позвоночных, и чем-то похожи на угрей. Эволюционный скачок от оболочника к миноге был значительным, но ген Hmx, похоже, помог преодолеть этот барьер.

Гены Hmx у оболочника помогают управлять экспрессией хвостовых нейронов. Однако у миног те же гены отвечают за работу сенсорных нейронов в черепе. Несмотря на воздействие на нервы в разных частях тела, сходная функция генов Hmx у миног и оболочников предполагает, что они имеют общее эволюционное происхождение и могли играть роль в централизации нервной системы.

«Hmx является важным геном, который сохранялся на протяжении всей эволюции. Он сохранил свою первоначальную функцию и структуру и, вероятно, существовал в этой форме у общего предка позвоночных и оболочников», — говорит зоолог Алессандро Пеннати из Университета Инсбрука.

Полученные данные позволяют предположить, что мозг позвоночных когда-то мог быть переработан из хвостового аппарата предков миллионы лет назад.