Генетики экспериментируют: у навозных жуков на месте рогов выросли крылья

Зачем рог навозным жукам? Этим вопросом задались ученые и взялись экспериментировать с генами рогатых насекомых. Итог генных исследований поразил биологов: в результате экспериментов на голове некоторых навозных жуков выросли…крылья, что стало доказательством общего происхождения обоих выростов. Научные работы «про крылья вместо рогов» исследователи уже опубликовали в журнале Science, сообщает корреспондент tvbrics.com на ТАСС.

«Эта работа заставила нас переосмыслить то, что является новшеством, с точки зрения эволюции. Каждый сегмент тела насекомых обладает этим древним набором генов. Их активность может настолько сильно отличаться в разных случаях, что эти гены будут порождать столь непохожие друг на друга черты, как крылья и рога», - отметил один из авторов работы, молекулярный биолог из Индианского университета (США) Армин Мочек.

В научном мире давно известно, что новыми органами, конечностями и другими перспективными функциями жизнедеятельности животные обзаводятся, благодаря изменениям, проходящим в структуре «старых» генов. Эти генные апгрейды помогают осуществлять новые задачи. Не редко такие перестройки генома следствие атаки вирусов.

К примеру, по мнению ученых, челюсти у человека и у других позвоночных животных ни что иное, как видоизмененная жаберная дуга. А сами зубы некогда были чешуей древних рыб. Такие удивительные сходства ученые подметили, наблюдая за формированием частей тела внутри зародышей разных видов позвоночных.

Мочек и его коллеги открыли миру очередной пример того, как природа «перепрофилирует» уже имеющиеся цепочки генов, наблюдая за развитием куколок навозных жуков и других представителей семейства пластинчатоусых жуков.

Поначалу ученых заинтересовало изменение облика этих насекомых, если временно заблокировать работу одного или нескольких генов, связанных с формированием крыльев?

То, что крылья представляют собой сложный орган, который состоит из нескольких независимых друг от друга частей, ученые подозревали давно. Потому и рассчитывали, что отключение генов обязательно прояснит историю их появления, с точки зрения эволюции.

Команда исследователей заблокировала «крылатые» гены, в итоге крылья не только уменьшились, а в некоторых случаях даже полностью исчезли, правда, вместе с ними исчезли и рога. И тогда ученые решили детально изучить, где находятся и формируются клетки куколок жуков, отвечающие за формирование рога.

Выяснилось, что эти клетки расположены примерно в той же части их головы, как и клетки их будущих крыльев, - на поверхности грудных сегментов. А, главное, в обоих частях тела был активен ген vg, отвечающий за рост мускулов, жилок, мембран и прочих частей летательного аппарата насекомых.

Найдя эти сходства, ученые заблокировали работу гена Scr, отвечающего за формирование всей головы жука в целом, и именно эта процедура привела к тому, что на деформированной голове жуков начали расти вполне полноценные крылья вместо рога.

Кстати, эти же гены, по мнению исследователей, вполне могут быть задействованы не только в формировании крыльев и рогов, но и других украшений, и органов тела насекомых. Например, таких как листообразные выросты на голове некоторых цикад-горбаток, «кружев» на головах клопов Tingidae или «шлемов» у кузнечиков.

Открытие Мочека и его коллег кардинально меняет все представления эволюционистов. Как оказалось, близкие, с генетической точки зрения, органы и части тела могут быть совершенно непохожими внешне и функционально.