Почему организм устроен асимметрично? Ответ нашли, изучая улиток

У человека сердце обычно находится слева, а у некоторых улиток раковина закручивается в противоположную сторону по сравнению с большинством сородичей. Почему живые организмы формируют такую асимметрию, помогает понять новое исследование японских сухопутных улиток. Ученые из Ноттингемского университета и Университета Тохоку обнаружили ген, связанный с направлением закручивания раковины. Результаты опубликованы в журнале Current Biology.

Один ген меняет направление

У большинства улиток раковина закручена по часовой стрелке. Но у некоторых видов встречаются и левозакрученные особи. Различие касается не только внешнего вида: внутренние органы и репродуктивная система у них тоже могут располагаться зеркально.

Исследователи изучили японских улиток рода Euhadra и обнаружили, что направление закручивания связано с естественными вариантами гена, отвечающего за производство белка миозина. Он помогает клеткам двигаться и менять форму.

По мнению ученых, небольшие изменения миозина влияют на движение клеток на ранних этапах развития зародыша. От того, в какую сторону они начинают поворачиваться, зависит дальнейшее формирование тела, в том числе направление спирали раковины.

При этом и правозакрученные, и левозакрученные улитки развиваются нормально. Это отличает их от некоторых других видов, у которых изменение направления закручивания может сопровождаться нарушениями развития.

Почему важно было найти обе формы в одной долине

Ученым непросто изучать левозакрученных улиток. Из-за зеркального расположения репродуктивных органов им бывает трудно спариваться с правозакрученными особями. Поэтому две формы могут размножаться преимущественно внутри своих групп.

Однако исследователи обнаружили в горной долине Японии популяцию, в которой живут улитки обоих типов и могут обмениваться генами. Это позволило изучить, как разные варианты строения тела сохраняются в одной популяции.

Генетические варианты оказались древними, то есть возникли давно и сохранились в ходе эволюции. Ученые также нашли признаки естественного отбора, действовавшего на левозакрученную форму.

Что это говорит о человеке

Ученые давно пытаются понять, как организм задает расположение органов справа и слева. У человека сердце обычно находится слева, а другие органы занимают характерные позиции. Иногда их расположение бывает зеркальным, но это встречается гораздо реже, чем противоположное направление закручивания раковины у улиток.

Исследование японских моллюсков помогает разобраться в клеточных механизмах, которые задают левую и правую стороны тела. Однако это не означает, что тот же ген определяет расположение органов у человека.

Главный вопрос остается открытым: как небольшое генетическое различие может привести к формированию двух зеркальных вариантов тела, причем оба развиваются нормально? Японские улитки дают ученым редкую возможность изучить этот процесс