Ученые объяснили, почему у людей нет хвостов

22.11.2021
48
0
0.0
Десятки миллионов лет назад у общих предков людей и всех других приматов были хвосты.

Десятки миллионов лет назад у общих предков людей и всех других приматов были хвосты. У многих современных приматов, таких как обезьяны и лемуры, все еще есть хвосты, но по мере того, как приматы эволюционировали, предки современных людей, а также обезьяны, таких как шимпанзе и бонобо — наши ближайшие родственники приматов, — потеряли хвосты.

Почему некоторые приматы сохранили хвосты, а люди и обезьяны — нет? Считается, что потеря хвоста является частью предыстории того, что люди стали двуногими, но именно то, как предки человека потеряли хвост, — это вопрос, на который ученые давно пытались ответить.

Недавно исследователи обнаружили генетический ключ к разгадке того, почему у людей нет хвостов. Они определили так называемый прыгающий ген, связанный с ростом хвоста, который мог переместиться в другое место в геноме одного вида приматов миллионы лет назад. И при этом он создал мутацию, из-за которой люди потеряли свои хвосты.

Исследование было опубликовано на Live Science.

Так получилось, что у людей все еще есть хвосты — когда мы эмбрионы. Хвосты — это черта, которая восходит к первым позвоночным на Земле  поэтому, когда человеческие эмбрионы развиваются, у нас на короткое время появляются хвосты — включая позвонки — на самых ранних стадиях нашего роста, как и у всех животных с позвоночником. Но примерно через восемь недель большинство эмбриональных человеческих хвостов полностью исчезают. Они теряются в результате процесса, известного как апоптоз, тип запрограммированной гибели клеток, который встроен в развитие многоклеточной жизни. После этого единственный остаток этих потерянных хвостов у людей — это около трех или четырех позвонков, которые образуют копчик или копчик.

«Иногда человеческие младенцы рождаются с хвостами, хотя это бывает исключительно редко. Эти рудиментарные выпячивания являются остатками эмбриона и обычно представляют собой псевдохвосты, а не настоящие хвосты», согласно исследованию, опубликованному в 2012 году в Журнале Индийской ассоциации детских хирургов. Покрытые кожей псевдохвосты содержат мышцы, нервы, кровеносные сосуды и соединительную ткань, но у них нет костей и хрящей, и они не связаны со спинным мозгом, настоящие хвосты.


Бо Ся, докторант Медицинской школы Гроссмана Нью-Йоркского университета (NYU), давно пытался разгадать, как люди стали бесхвостыми.  Ся исследует генетические механизмы человеческого развития, болезней и эволюции. Он также является ведущим автором нового исследования, в котором изучается, как люди потеряли свой хвост. Результаты были опубликованы в сентябре 2021 года на сервере препринтов bioRxiv и не подвергались экспертной оценке.

«Я задавался вопросом об этом, когда был маленьким ребенком, видя, что почти у всех видов животных есть хвост, но не у меня», — сказала Ся.


После недавней травмы копчика Ся решил более внимательно изучить причину проблемы, чтобы узнать, как эволюция лишила людей и обезьян хвостов.

Самый ранний из известных бесхвостых предков людей и обезьян — это род приматов под названием Proconsul, который жил в Африке в эпоху миоцена (от 23 до 5,3 млн лет назад) и не имел никаких признаков хвостовых позвонков — костей, найденных в хвостах. Но считается, что потеря хвоста возникла еще раньше: около 25 миллионов лет назад, когда гуманоидная линия людей и обезьян отделилась от обезьян Старого Света. Такой вывод сделали Ся и его соавторы написали в своем исследовании.

Они сравнили генетические данные шести видов гоминоидов и девяти видов обезьян, ища различия, которые могут быть связаны с наличием или отсутствием хвостов. Один вероятный кандидат появился в коротком фрагменте ДНК, называемом элементом Alu — типом ДНК, который может перескакивать с одного места в геноме на другое и влиять на производство белка — спрятанный в гене TBXT, который регулирует развитие хвоста. Эта мутация присутствовала в геномах обезьян и человека, но не в геномах обезьян.

Затем исследователи использовали технологию редактирования генов CRISPR, чтобы воспроизвести эту мутацию в гене TBXT у мышей. У генетически модифицированных животных были хвосты различной длины, от нормальных до бесхвостых. Хотя мутация действительно повлияла на их хвосты, это не было переключателем включения/выключения. Это показало ученым, что другие гены у приматов также сыграли свою роль в нашей полной бесхвостости.

«Однако появление этой мутации, вероятно, было критическим событием в нарушении образования хвостов», — сказал соавтор исследования Итаи Янаи, директор Института вычислительной медицины Нью-Йоркского университета и профессор кафедры биохимии и молекулярной фармакологии.

«Обезьяны и древние люди, возможно, выиграли от потери хвоста, поскольку это помогло им перейти к двуногой ходьбе, и перешагнуть на следующий этап эволюционного развития. Но у приматов, сохранивших свои хвосты, есть и другие преимущества, поскольку эти придатки выполняют множество полезных функций», — говорит Мишель Безансон, профессор антропологии Колледжа искусств и наук Университета Санта-Клары в Калифорнии. Безансон, чье исследование охватывает поведение и передвижение приматов, не участвовал в новом исследовании.

«Хвосты могут быть вытянуты во время прыжков и помогают ориентироваться в воздухе и при подготовке к приземлению. Они помогают в балансе/стабилизации во время движения, кормления и даже сна», — сказала она.

«Хвост приматов иногда также может служить орудием. Например, белолицые капуцины (Cebus capucinus ) используют свои хвосты, чтобы впитать воду в дупле дерева, а затем выпить воду из меха, почти как губку», — сказала Безансон. Приматы также могут прижиматься к хвосту в качестве подушек, прятаться под ними, чтобы согреться, или даже использовать их во время социального поведения.

«Мне больше всего нравится наблюдать, как молодая обезьяна использует свой цепкий хвост, чтобы схватиться за тело своей матери или за ее хвост. Обезьяны также могут дергать друг друга за хвост во время игры, а южноамериканские обезьяны тити из рода Callicebus переплетают хвосты со своими товарищами в знак привязанности», — сказала Безансон.

«Наши предки потеряли хвосты так давно, что вернуть их нам, скорее всего, невозможно. Потеря хвоста произошла около 25 миллионов лет назад, задолго до того, как наш вид, Homo sapiens, ступил на Землю. В течение многих миллионов лет, которые последовали за этим, генетический план развития хвоста в нашей линии перестал функционировать, и все части, которые требовались для развития хвостов, были уже давно потеряны», — сказал Ся.

Аватар enr091 Наталия Ришко / enr091
Журналист/Midgardinfo



Комментарии (0)
avatar