Ученые выяснили, что у миксин оказалась необычайно развитая система обоняния, сформировавшаяся в ранние этапы эволюции позвоночных

Новости МирТесен

Новые данные, полученные биологами, опровергли устоявшееся мнение о простоте органов чувств у древнейших бесчелюстных. В ходе исследований миксин оказались обладателями обширного набора сенсорных рецепторов, предназначенных для обнаружения добычи. Ученые установили, что способность к распознаванию сложных запахов и аминокислот возникла у общего предка позвоночных задолго до эволюционного появления челюстей.

Миксины — хищные существа, внешне напоминающие скользкий шланг. Эти животные обитают в условиях полной темноты на дне океана, где выслеживают ослабленных особей и падаль, ориентируясь исключительно на обоняние. Миксины представляют собой очень древнюю группу животных: их эволюционное разделение от линии, ведущей к современным позвоночным, произошло около 500 миллионов лет назад, а первые окаменелости миксин датируются более чем 300 миллионами летней давности. С тех пор их телосложение претерпело незначительные изменения.

Долгое время исследователи относили этих «живых ископаемых» к организмам с примитивной и упрощенной системой обоняния. Сравнительный анализ с их ближайшими родственниками, миногами, демонстрировал неоднозначную картину: у последних преобладали одни типы рецепторов, в то время как другие, имеющие значение для более развитых животных, были практически не представлены. Перед учеными встала задача определить, обладал ли общий предок всех позвоночных генетически простой набор генов или каждая группа эволюционировала самостоятельно.

Авторы исследования, опубликованного в журнале iScience, просканировали геном прибрежной миксины (Eptatretus burgeri) и провели проверку активности генов, ответственных за обоняние. Анализ не ограничился компьютерным моделированием: in situ исследователи применили метод гибридизации, окрасив срезы обонятельного эпителия, чтобы визуально определить под микроскопом, в каких именно клетках и слоях ткани экспрессируются обнаруженные рецепторы.

Проведенный анализ показал узкую направленность: у миксины наблюдается генетическая специализация на определенном типе химических сигналов. В ее ДНК было идентифицировано 135 генов вомероназальных рецепторов типа 2 (V2R), отвечающих за распознавание аминокислот и пептидов – веществ, служащих маркерами пищи. При этом у миксин полностью отсутствовали рецепторы типа TAAR, которые используются для восприятия аминов, например запаха разложения, и на которых сделали акцент миноги в процессе эволюции. Гистологическое исследование подтвердило сложную структуру носа миксины: различные типы рецепторов расположены в нем слоями, что напоминает организацию обоняния у млекопитающих.

Данное открытие пересматривает представления об эволюции органов чувств. Выяснилось, что общий предок всех позвоночных, существовавший более полумиллиарда лет назад, уже обладал полноценным и сложным набором инструментов для обоняния. Последующие древние группы не остановились в своем развитии, а пошли разными путями: миноги специализировались на восприятии определенных запахов, а миксины сформировали собственную уникальную и усиленную систему рецепторов V2R, что способствовало их выживанию в условиях темноты.