22 мая 2019, среда, 08:01
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Оси тела у гидры

Гидра
Гидра

Недавнее исследование показало, что у пресноводной гидры Hydra magnipapillata за проявления билатеральной симметрии отвечают те же гены, что и у человека.

Откуда вообще берется асимметрия тела? На самом деле, уже даже яйцеклетка у многих организмов (в том числе, позвоночных) не симметрична. У нее есть анимальный и вегетативный полюс, со стороны вегетативного полюса находится запас питательных веществ. Потом клетка оплодотворяется и начинается дробление, при котором полярность зародыша сохраняется. У вторичноротых – к ним относятся позвоночные, да и вообще почти все сложно устроенные существа, - на месте вегетативного полюса образуется анальное отверстие. Таким образом, кое-что из будущего плана тела определено еще на стадии яйцеклетки.

Всего осей тела три, и их можно сопоставить с Декартовой системой координат. У них есть мудреные латинские названия, но суть не в них: первая ось определяет, где будет голова, а где хвост, вторая – где живот, а где спина, третья – отличия правого от левого. Для позвоночных для всех этих осей определены белковые молекулы, руководящие организацией тела, и найдены кодирующие их гены. Это Wnt – сигнальный путь для передне-задней оси, BMP – для оси спина-живот и Nodal – для лево-правой симметрии.

На участие сигнального пути Nodal в разметке плана строения тела указывает, например, тот факт, что наличие мутаций в генах, кодирующих некоторые белки этого сигнального пути, приводит к отклонениям от традиционного плана строения. Непосредственно белки Nodal во время эмбриогенеза активны в левой половине эмбриона, а в правой активны их антагонисты. Диффузия приводит к тому, что образуется непрерывный градиент – активность Nodal постепенно уменьшается слева направо.

Билатеральной (право-левой) симметрией в большей или меньшей степени обладают все настоящие многоклеточные животные, кроме кишечнополостных Они принадлежат к таксону Bilateria. Хотя человек и выглядит довольно симметрично, различия есть: сердце левее центральной линии, печень правее. Даже у парных органов есть различия: левое легкое состоит из двух долей, правое – из трех. Но все же симметрия есть. Откуда она взялась? Ответ на этот вопрос авторы работы попытались получить, сравнивая представителей Bilateria с представителями ближайшей сестринской клады Cnidaria (cтрекающие), к которым относятся медузы, кораллы, гидры и некоторые другие. Разделение Bilateria и Cnidaria произошло более 600 миллионов лет назад. Результат исследования опубликован в журнале Nature.

У гидры есть верхний конец, нижний конец, а в перпендикулярной этой оси плоскости она обладает лучевой симметрией. Но этот принцип нарушается при почковании гидры. Гидра способна не только к половому, но и при благоприятных условиях к бесполому размножению. В нижней части тела у нее образуется почка, почка растет, у нее отрастают щупальца и открывается рот. Потом она отпочковывается и дальше уже это не почка, а самостоятельная гидра. Почки на теле гидры образуются только на двух линиях, параллельных оси, с двух противоположных сторон тела. То есть в процессе бесполого размножения у гидры проявляются свойства билатеральной симметрии.

Авторы работы проанализировали биоинформатическими методами геномы некоторых представителей Cnidaria в поисках генов, похожих на гены, кодирующие белки, связанные с определением у билатеральных животных осей спина-живот и левое-правое. Несколько таких генов нашлось. Один из них, называемые Ndr (Nodal-related gene), в одном из видов гидры оказался активен как раз в только что появившейся почке. По мере роста почки активность его падала. Оказалось, что введения ДНК, кодирующей Ndr достаточно для того, чтобы в месте введения начала образовываться почка.

Это исследование позволяет сделать вывод, что не только первая, но и вторая ось тела была еще у общего предка Bilateria и Cnidaria более 600 миллионов лет назад, а вот третья появилась уже у Bilateria. Поражает, что гены, которые через много миллионов лет будут помещать человеческое сердце слева, а печень справа появились так давно, да и сейчас не являются чем-то специфичным для позвоночных, а присутствуют уже у гораздо более примитивных животных, у которых ни сердца, ни печени.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Металлургия Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.