Некоторые из самых первых морских созданий, которые cмогли ходить, не воспользовались своим новым эволюционным преимуществом и остались дальше плавать в океане. Согласно новому исследованию, учёные предполагают, что способность ходить возникла гораздо раньше, чем предполагалось ранее.
Исследование основано на генетическом анализе клеток головного мозга крошечного ската (Leucoraja erinacea), одного из самых примитивных позвоночных. Выяснилось, что отделы мозга, контролирующие его движения, очень похожи на отделы мозга млекопитающих. Это говорит о том, что эти маленькие морские существа были первыми, кто изучил хоть какую-то ходьбу.
Команда также смогла заснять кадры первых шагов детёныша Leucoraja erinacea вдоль дна аквариума.
«Мы думали, что нервная система, необходимая для ходьбы, является уникальным явлением для наземных животных, эволюционировавшим от рыб около 380 миллионов лет назад. Но наше исследование показало, что у маленьких скатов и некоторых акул тоже есть эти нейронные сети.» — говорит участница исследования, Кэтрин Бойсверт из Университета Кертин в Австралии.
Маленький скат является последним общим предком акул и млекопитающих, поэтому здесь очень важна генетическая история. Учёные сравнили гены ската и акулы, показав, что, спустя огромное количество времени, в акулах присутствует ген «ходьбы», хоть он и спит. Секвенирование РНК также показало, что ген, ответственный за контроль частей тела, мышц, сгибаний и разгибаний конечностей, может быть родственным между маленьким скатом и млекопитающими.
У ската нет ног, но есть два набора плавников. Большие грудные плавники нужны для плавания, а размером поменьше тазовые плавники позволяют существу ходить по дну океана с чередующимися лево-правыми движениями. Такой тип движений делают рыбу очень подходящим предметом для изучения её происхождения.
«Как правило, до этого считалось, что способность ходить появилась только тогда, когда позвоночные вышли из моря на берег. Мы были крайне удивлены, узнав, что некоторые виды рыб также могут ходить. Кроме того, они используют программу нейронного и генетического развития, которая почти идентична той, которая используется высшими позвоночными, включая человека.» — говорит один из исследователей, нейробиолог Джереми Дасен из Медицинской школы Нью-Йоркского университета.
Помимо знания о том, когда существа впервые научились ходить, маленький скат также позволяет увидеть, как все эти двигательные нейроны работают внутри мозга. Другими словами, ученые могли бы почерпнуть важную информацию о том, как мы ходим и как можно лечить заболевания двигательных нейронов, потому что сделать тоже самое с мозгом современных млекопитающих практически невозможно из-за их чрезмерной активности.
«Учитывая, что эти скаты используют многие из тех же нейронных цепей, что и мы, чтобы двигаться, но вместо сотен мышц они используют шесть, Leucoraja erinacea предоставляет простую модель для изучения того, как собраны нейронные цепи, позволяющие нам ходить», — говорит Дасен.
Но все эти открытия ждут нас в будущем, а сейчас важно то, что по-видимому навык ходьбы зародился глубоко в океане, нежели на суше. Интересно почему эти маленькие существа не использовали свои возможности, что исследовать мир на поверхности? Может из-за лени, а может из-за любви к дому? Мы можем никогда этого не узнать, ведь у учёных есть более насущные вопросы.
«Это исследование крайне важно для всего человечества, так как маленький скат может помочь нам понять строение нейронных сетей, контролирующие наши движения, а также выявить дополнительную информацию о связанных с ними заболеваниях»,- говорит Бойсверт.
