Ученые наконец-то выяснили, где у морской звезды голова, а где тело

Морские звезды, морские ежи, морские огурцы и их родственники относятся к иглокожим. Они имеют уникальные тела, давно озадачивающие биологов-эволюционистов. Эти животные происходят от билатеральных организмов, имеющих две симметричные стороны. Но каким-то образом у них развилась радиальная форма тела, то есть части расположены вокруг центральной оси. У взрослых морских звезд от центральной структуры отходят пять (или больше) "рук".

Смотрите также В мангровых лесах нашли животное, которое питается солнечным светом и может не есть месяцами

Самая большая тайна морской звезды

В новом исследовании, опубликованном 1 ноября в журнале Nature, ученые утверждают, что ни одна из предыдущих гипотез о строении морских звезд (и вообще всех иглокожих) не является правильной. Они говорят, что эти животные вообще не имеют тела, а вся их масса – это одна большая голова.

Чтобы определить местонахождение головы в общей структуре звезды, исследователи провели генетические тесты на Patiria miniata (морская летучая мышь или перепончатая звезда). Они хотели узнать, как экспрессируются гены в каждом участке тела животного.

Мы сделали срезы морской звезды и секвенировали каждый из них, чтобы построить 3D-модель матричной РНК [мРНК] по всему телу",
– Рассказал ведущий автор Лоран Формери, биолог-эволюционист с Морской станции Гопкинса Стэнфордского университета.

Затем исследователи использовали флуоресцентный краситель, выделявший определенные типы мРНК, что позволило им увидеть мРНК во флуоресцентном микроскопе и определить, где она экспрессируется в теле морской звезды. Оказалось, что одни и те же гены экспрессируются по всему пути звезды – от ее центра и до кончиков "рук". Это было бы невозможно, если бы это были разные части тела, ведь разные органы кодируются разными генами.

Похожая ситуация и с морским огурцом. План тела морского огурца снаружи кажется типично двусторонним, но он также демонстрирует радиальный план тела. По мнению исследователей, это, скорее всего, вытянутая голова, лежащая на боку, а не голова с туловищем, несмотря на сходство с пухлым червем.

Несмотря на некоторое упрощение, результаты исследования позволяют предположить, что тело морской звезды (по крайней мере, с точки зрения передне-задней идентичности ее поверхностных тканей) можно представить как бестелесную голову, которая ходит по морскому дну на своих губах, которые вырастили бахрому из трубчатых ножек, заменивших их первоначальную функцию сортировки частиц пищи, чтобы осуществлять ходьбу,
– написал Турстон Лакалли, биолог из Университета Саскачевана в Канаде, не участвовавший в исследовании.

Непонятно, почему иглокожие разработали этот новый план тела. Двухсторонний план тела был невероятно успешным на протяжении всей истории эволюции. Иглокожие впервые появились в начале Кембрия (541 – 485,4 миллиона лет назад). В течение этого периода появилось огромное разнообразие организмов. "Если вы посмотрите на сохранившихся до наших дней животных, то все типы организаций их тела возникли примерно в одно и то же время", – говорит Лоран Формери. Таким образом, пока эволюция привела нас, людей, к нашей собственной двусторонней симметрии, с иглокожими случилось что-то странное, и они превратились в головы, снующие по морскому дну.