Пам'ятай предків!

Пам'ятай предків!

Олег Макаров
"Популярна механіка" №10, 2015

Будь-який нині мешкає складний організм – продукт тривалої еволюції, і цей процес анітрохи не схожий на будівництво по заданих кресленнями. Це був шлях проб і помилок, але не керований волею, а спирається на випадкові зміни в геномі і природний відбір, який не раз наводив немає розвитку, а до глухого кута і вимирання. Свідченням цьому – різноманітні сліди, які еволюційний процес залишив в організмі людини та інших живих істот.

Йдеться про атавізм і рудименти – ці поняття часто є сусідами один з одним, іноді викликають плутанину і мають різну природу. Найпростіший і, напевно, найвідоміший приклад, в якому є сусідами обидва поняття, відноситься до, так би мовити, нижньої частини людського тіла. Копчик, закінчення хребта, в якому зрослися кілька хребців, визнаний рудиментарним. Це рудимент хвоста. Хвіст, як відомо, є у багатьох хребетних, але нам, Homo sapiens, Він начебто й ні до чого. Однак природа для чогось зберегла людині залишок цього колись функціонального органу. Немовлята до цього хвостом вкрай рідко, але все ж народжуються.Іноді це просто виступ, наповнений жировою тканиною, деколи хвіст містить в собі перетворені хребці, і його володар навіть здатний ворушити своїм несподіваним придбанням. В даному випадку можна говорити про атавізм, про прояв в фенотипі органу, який був у далеких предків, але був відсутній у найближчих.

Отже, рудимент – норма, атавізм – відхилення. Живі істоти з атавістичними відхиленнями виглядають часом лякаюче і в силу цього, а також через рідкість явища викликають великий інтерес з боку широкої публіки. Але ще більше атавізмами цікавляться вчені-еволюціоністи, і саме тому, що ці "каліцтва" дають цікаві підказки по історії життя на Землі.

Таємниця, прихована в яйці

Ні в однієї з сучасних птахів немає зубів. Точніше, так: є птиці, наприклад деякі види гусей, які мають в дзьобі ряд дрібних гострих виростів. Але, як кажуть біологи, ці "зуби» не гомологични справжнім зубам, а є саме виростами, які допомагають утримувати в дзьобі, наприклад, слизьку рибину. При цьому у предків птахів зуби обов'язково повинні були бути, адже вони нащадки теропод, хижих динозаврів.Відомі й останки викопних птахів, у яких зуби були наявні. Точно не зрозуміло, з яких причин (можливо, через зміну типу харчування або з метою полегшення тіла для польоту) природний відбір позбавив птахів зубів, і можна було б припустити, що в геномі сучасних пернатих генів, що відповідають за формування зубів, вже не залишилося. Але це виявилося неправдою. Причому задовго до того, як людство щось дізналося про генах, на початку XIX століття здогад про те, що і сучасні птахи можуть відрощувати подобу зубів, висловив французький зоолог Етьєн Жоффруа Сент-Ілер. Він спостерігав якісь вирости на дзьобі ембріонів папуг. Це відкриття викликало сумніви і пересуди і було в кінці кінців забуте.

А майже десять років тому, в 2006 році, американський біолог Метью Харріс з Університету штату Вісконсін зауважив на кінці дзьоба ембріона курки вирости, що нагадують зуби. Ембріон був схильний до смертельної генетичної мутації talpid 2 і не мав шансів дожити до вилуплення з яйця. Однак за час цієї короткої життя в дзьобі не відбувся курчати виробилися два типи тканин, з яких формуються зуби. Будівельний матеріал для подібних тканин гени сучасних птахів не кодують – ця здатність була втрачена предками пернатих десятки мільйонів років тому.Зародки зубів у ембріона курки не були схожі на тупокінцевими моляри ссавців – вони мали загострену конічну форму, зовсім як у крокодилів, які, як динозаври і птиці, включаються в групу архозавров. До речі, вирощувати моляри у курок пробували і успішно, коли методом генної інженерії впроваджували в курячий геном гени, що відповідають за розвиток зубів у мишей. Але зуби ембріона, якого досліджував Харріс, з'явилися без будь-якого стороннього втручання. "Зубні" тканини виникали завдяки чисто курячим генам. Значить, ці гени, які не проявлялися в фенотипі, дрімали десь в глибині генома, і лише фатальна мутація їх пробудила. Для підтвердження свого припущення Харріс провів експеримент з уже вилупилися курчатами. Він заразив їх вірусом, штучно створеним методом генної інженерії, – вірус імітував молекулярні сигнали, що виникають при мутації talpid 2. Експеримент приніс результат: на дзьобі курчат на короткий час з'являлися зуби, які потім безслідно розчинялися в тканини дзьоба. Роботу Харріса можна вважати доказом того факту, що атавістичні ознаки є наслідком порушень у розвитку зародка,які пробуджують давно замовк гени, і головне – гени давно втрачених ознак можуть продовжувати перебувати в геномі майже 100 млн років після того, як еволюція ці ознаки знищила. Чому таке відбувається, точно невідомо. Згідно з однією з гіпотез, "мовчазні" гени можуть виявитися не зовсім мовчати. У генів є властивість плейотропічності – це можливість одночасного впливу не на одну, а на декілька фенотипічних рис. У цьому випадку одна з функцій може бути блокована іншим геном, при тому що інші залишаються цілком "робочими".

дивна живучість

Дізнатися про зубастих курчатах і зробити відкриття вдалося майже випадково – все через те, що, як уже говорилося, мутація вбивала ембріон ще до появи на світ. Але очевидно, що мутації або інші зміни, що викликають до життя стародавні гени, можуть виявитися і не настільки фатальними. Інакше як пояснити набагато більш відомі випадки атавізмів, виявлених у цілком життєздатних істот? Цілком сумісні з життям такі спостерігаються у людини атавізми, як многопальцевость (полідактилія) на руках і ногах, многососковость, трапляється і у вищих приматів.Полідактилія властива коням, які при нормальному розвитку ходять на одному пальці, ніготь якого перетворився в копито. Але для древніх предків коня многопальцевость була нормою.

Існують окремі випадки, коли атавізм призвів до серйозного еволюційному повороту в житті організмів. кліщі сімейства Crotonidae атавістичним шляхом повернулися до статевого розмноження, в той час як їхні предки розмножувалися партеногенезом. Щось подібне сталося у Нечуйвітер волосистої (Hieracium pilosella) – трав'янистої рослини сімейства айстрових.

Далеко не всі, кого в зоології називають чотириногими (tetrapoda), Тварина насправді. Наприклад, змії і китоподібні походять від сухопутних предків і також включаються в надклас tetrapoda. Змії втратили кінцівки начисто, у китоподібних передні кінцівки стали плавниками, а задні практично зникли. Але поява атавістичних кінцівок відмічено як у змій, так і у китоподібних. Відомі випадки, коли у дельфінів виявлялася пара задніх плавників, і чотириногих як би відновлювалася.

Удави і пітони мають так звані анальні шпори – поодинокі кігті, є рудиментом задніх ніг. Відомі випадки появи у змій атавістичних кінцівок

Більше кістка – більше потомства

Втім, про чотириногих у китів нагадує дещо ще, і тут ми переходимо до області рудиментів. Справа в тому, що у деяких видів китоподібних збереглися рудименти тазових кісток. Ці кістки вже давно не пов'язані з хребтом, а значить, і з скелетом в цілому. Але що ж змусило природу зберегти інформацію про них в генному коді і передавати її у спадок? У цьому головна загадка всього явища під назвою рудиментації. Згідно з сучасними науковими уявленнями, про рудименти не завжди можна говорити як про зайві або непотрібних органах і структурах. Найімовірніше, одна з причин їх збереження саме в тому, що еволюція знайшла рудиментів нове, не властиве раніше застосування. У 2014 році американські дослідники з Університету Південної Кароліни опублікували в журналі Evolution цікаву роботу. Вчені досліджували розміри тазових кісток китів і прийшли до висновку, що ці розміри корелюються з розміром пенісів, а м'язи пеніса кріпляться якраз до рудиментарних тазових кісток. Таким чином, від величини кістки залежала величина кутового статевого органу, а великий пеніс зумовлював успіх в розмноженні.

Навіщо кита таз
Рудиментарні кістки таза деяких китоподібних давно втратили свою первісну функцію, однак їх марність поставлена ​​під сумнів. Цей рудимент не тільки нагадує про те, що кити походять від чотириногих, але і грає актуальну роль в процесі розмноження ') "> Навіщо кита таз
Рудиментарні кістки таза деяких китоподібних давно втратили свою первісну функцію, однак їх марність поставлена ​​під сумнів. Цей рудимент не тільки нагадує про те, що кити походять від чотириногих, але і грає актуальну роль в процесі розмноження "border = 0> Навіщо кита таз
Рудиментарні кістки таза деяких китоподібних давно втратили свою первісну функцію, однак їх марність поставлена ​​під сумнів. Цей рудимент не тільки нагадує про те, що кити походять від чотириногих, але і грає актуальну роль в процесі розмноження

Те ж саме з людським куприком, який згадувався на початку статті. Незважаючи на рудиментарні походження, ця ділянка хребта має чимало функцій. Зокрема, до нього кріпляться м'язи, задіяні в управлінні сечостатевої системою, а також частина пучків великого сідничного м'яза.

Апендикс – червоподібний відросток сліпої кишки – часом приносить людині чимало неприємностей, воспаляясь і викликаючи необхідність хірургічного втручання. У травоїдних тварин він має значний розмір і був "сконструйований" для того, щоб служити свого роду біореактором для ферментації целюлози, яка є конструктивним матеріалом рослинних клітин, але погано перетравлюється. У людському організмі такої функції у апендикса немає, але є інша. Кишковий відросток – це свого роду розплідник для кишкової палички, де оригінальна флора сліпої кишки зберігається в недоторканності і розмножується. Видалення апендикса тягне за собою погіршення стану мікрофлори, для відновлення якої доводиться застосовувати лікарські препарати. Також цей орган відіграє певну роль в імунній системі організму.

Очі у кротів, що живуть під землею, а також у протеев – земноводних, що мешкають у воді в темних печерах, відносяться до рудиментів. Користі від них небагато, чого не скажеш про крила страуса. Вони грають роль аеродинамічних рулів при бігу, використовуються для оборони.Самки захищають крилами пташенят від палючих променів сонця

Набагато важче побачити користь від таких рудиментів, як, наприклад, вушні м'язи або зуби мудрості. Або очі у кротів – ці органи зору рудиментарни і нічого не бачать, але можуть стати "воротами" інфекції. Проте поспішати оголошувати щось в природі зайвим явно не варто.


Like this post? Please share to your friends:
Залишити відповідь

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: