Вчені нарешті з'ясували, де в морської зірки голова, а де тіло

Морські зірки, морські їжаки, морські огірки та їхні родичі відносяться до голкошкірих. Вони мають унікальні тіла, які давно спантеличують біологів-еволюціоністів. Ці тварини походять від білатеральних організмів — тих, що мають дві симетричні сторони. Але якимось чином у них розвинулась радіальна форма тіла, тобто частини його розташовані навколо центральної осі. У дорослих морських зірок від центральної структури відходять п'ять (або більше) "рук".

Дивіться також У мангрових лісах знайшли тварину, яка живиться сонячним світлом і може не їсти місяцями

Найбільша таємниця морської зірки

У новому дослідженні, опублікованому 1 листопада в журналі Nature, вчені стверджують, що жодна з попередніх гіпотез про будову морських зірок (і взагалі всіх голкошкірих) не є правильною. Вони кажуть, що ці тварини взагалі не мають тіла, а вся їхня маса – це одна велика голова.

Щоб визначити місцезнаходження голови у загальній структурі зірки, дослідники провели генетичні тести на Patiria miniata (морський кажан або перетинчаста зірка). Вони хотіли дізнатися, як експресуються гени в кожній ділянці тіла тварини.

Ми зробили зрізи морської зірки й секвенували кожен з них, щоб побудувати 3D-модель матричної РНК [мРНК] по всьому тілу"– розповів провідний автор Лоран Формері, біолог-еволюціоніст з Морської станції Гопкінса Стенфордського університету.

Потім дослідники використовували флуоресцентний барвник, який виділяв певні типи мРНК, що дозволило їм побачити мРНК під флуоресцентним мікроскопом і визначити, де вона експресується в тілі морської зірки. Виявилося, що одні й ті ж гени експресуються на всьому шляху зірки – від її центру й до кінчиків "рук". Це було б неможливо, якби це були різні частини тіла, адже різні органи кодуються різними генами.

Схожа ситуація і з морським огірком. План тіла морського огірка зовні здається типово двостороннім, але він також демонструє радіальний план тіла. На думку дослідників, це, швидше за все, витягнута голова, що лежить на боці, а не голова з тулубом, попри схожість з пухким черв'яком.

Попри деяке спрощення, результати дослідження дозволяють припустити, що тіло морської зірки (принаймні з точки зору передньо-задньої ідентичності її поверхневих тканин) можна уявити як безтілесну голову, яка ходить по морському дну на своїх губах, які виростили бахрому з трубчастих ніжок, які замінили їх початкову функцію сортування частинок їжі, щоб здійснювати ходьбу– написав Турстон Лакаллі, біолог з Університету Саскачевану в Канаді, який не брав участі в дослідженні.

Незрозуміло, чому голкошкірі розробили цей новий план тіла. Двосторонній план тіла був неймовірно успішним протягом всієї історії еволюції. Голкошкірі вперше з'явилися на початку Кембрію (541 – 485,4 мільйона років тому). Протягом цього періоду з'явилося величезне розмаїття організмів. "Якщо ви подивитеся на тварин, що збереглися до наших днів, то всі типи організацій їхнього тіла виникли приблизно в один і той же час", – каже Лоран Формері. Отже, поки еволюція привела нас, людей, до нашої власної двосторонньої симетрії, з голкошкірими сталося щось дивне, і вони перетворилися на голови, що снують по морському дну.