Как змеи потеряли ноги?

Змеи и ящерицы принадлежат к одному отряду, но змеиный ген ног был "отключен" миллионами много лет назад.

Змеи и ящерицы являются носителями карт отряда Squamata. Но в то время как ящерицы носятся на полностью сформированных ногах, змеи предпочитают скользить без ног. Почему и как эти животные пошли такими разными эволюционными путями, является предметом научных дискуссий. Однако одно можно сказать наверняка — некоторые змеи до сих пор несут генетический код, который позволяет им развивать ноги и ступни.

Так почему же эти змеи не отращивают конечности и не начинают расхаживать по кустам? Генетические махинации, лежащие в основе этого процесса, по существу переведены в положение «выключено» благодаря многочисленным генетическим мутациям, произошедшим более 100 миллионов лет назад.

Эти мутации затронули определенный ген — ген ежа Соника (SHH), который отвечает за развитие конечностей. И прежде чем вы спросите, да, на самом деле это официальное название гена, названное так из-за остроконечного вида. Ген Sonic hedgehog не только жизненно важен для конечностей, он также обеспечивает руководство для органов и их размещение внутри растущих животных. У ящериц SHH активен и приводит к образованию ног и ступней; он деактивирован у змей.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications в 2016 году, показало, как изменения в геноме рептилий в конечном итоге привели к очевидным трансформациям в фенотипе существ или физических чертах, которые возникают в результате экспрессии определенных генов. Короче говоря, генетические мутации привели к тому, что некоторые ящерицы избавились от своих придатков, превратившись в змей, но при этом сохранили отголоски этих длинноногих генов в своей ДНК.

Чтобы точно определить изменения в генетических последовательностях, исследователи сравнили геномы змей с геномами других рептилий и позвоночных, у которых есть полные конечности. В частности, они опирались на геном ящерицы тегу, для которой у науки есть полностью секвенированный геном.

У ящериц оказались регуляторные секвенаторы ДНК (называемые энхансерами), которые могут «включать и выключать» определенные гены во время развития существа. SHH нуждается в этих энхансерах для полного развития конечностей, именно так у ящериц появляются четыре ноги. Но у змей этот энхансер был удален из последовательностей ДНК в ходе эволюции, и теперь он практически, но не полностью, устранен даже у примитивных змей.

У некоторых змей все еще присутствуют следы энхансера, наряду с другим геном, называемым HOXD, который отвечает за развитие ног. У некоторых эмбрионов питонов даже развиваются частичные кости ног и подножки, но эти черты исчезают задолго до рождения вынашивающего существа.

Тем не менее, есть признаки того, что не все змеи готовы смириться с идеей бегать в крошечных кроссовках Nike. Внимательно присмотритесь к нижней стороне этих змей, и вы увидите маленькие утолщения на их животах, рудиментарные остатки ног, которые могли бы быть.

Что все это значит? Что с помощью всего лишь нескольких генетических мутаций некоторые виды примитивных змей смогут развить конечности. По сути, они будут активировать функции, которые уже скрыты в их ДНК, просто ожидая, когда нужные переменные спровоцируют их развитие.

ВОТ ЭТО ИНТЕРЕСНО

Змеям не нужны ноги, чтобы поймать вас. Черная мамба — одна из самых смертоносных змей в мире, она может скользить со скоростью около 12 миль в час (19 км/ч), что быстрее, чем может бежать большинство людей. Его скорость и невероятно ядовитый яд делают его одним из самых страшных животных в мире.