caenogenesis (caenogenesis) wrote,
caenogenesis
caenogenesis

Categories:

Инверсия (продолжение)

Продолжаю тему про инверсию сторон тела у хордовых (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8).
Мы видели группу доказательств, часть которых относится к области классической эмбриологии (связь анимального и вегетативного полушарий со сторонами тела), а часть - к молекулярной анатомии (области экспрессии генов, контролирующих индивидуальное развитие). Подумаем теперь о том, насколько такие доказательства вообще надежны.
Эмбриологические аргументы могут быть очень красивыми и наглядными, но решить проблему они сами по себе не могут. Потому что раннее развитие животных слишком изменчиво. Есть организмы, у которых зародыш изменен настолько, что анимально-вегетативная ось просто неразличима, и ни о каком сопоставлении полюсов со сторонами тела говорить не приходится - например, насекомые. А есть и такие организмы, у которых различить-то эту ось можно, но полюса полностью инвертируются - например, головоногие моллюски. Сравнительный анатом-дарвинист Карл Гегенбаур писал еще в 1887 году: «Если в истории организма и сохраняются следы истории развития вида, то эти следы весьма отрывочны, притом запутаны и затемнены; поэтому отрицательные показания эмбриологии не имеют никакой цены, а положительным можно доверять только в том случае, если они совпадают со сравнительно-анатомическими данными». С этим можно только согласиться.
С экспрессией генов все тоже не так-то просто. Связь между геном и признаком заведомо неоднозначна (если это не биохимический признак, как, например, наши группы крови - да и то с оговорками). При этом сам набор генов у многоклеточных животных довольно консервативен. Одни и те же гены вполне могут включаться для выполнения аналогичных функций в органах, имеющих разное эволюционное происхождение. Сходство между органами, состоящее в экспрессии общих генов и только в этом, называется гомократией (в отличие от гомологии). Делать однозначный вывод о гомологии органов на основании экспрессии генов ни в коем случае нельзя. Экспрессия генов может быть отличным дополнительным аргументом - впридачу к сравнительной анатомии, - но не основным.
Рассмотрим конкретный пример. У позвоночных сердце развивается на брюшной стороне тела. У насекомых - на спинной. При этом и у насекомых, и у позвоночных развитие сердца регулируется одним и тем же геном, который называется NK4 или tinman. В недавней статье на Элементах я как раз про этот ген (у позвоночных там три гомологичных гена, но это сейчас неважно) писал - там можно найти и рассказ про то, из какого он семейства, и забавные подробности о происхождении его названия. Так вот, гены эти настолько общие, что продукт tinman-подобного гена позвоночного может исправить нарушенное развитие сердца у мухи-дрозофилы. Чем не свидетельство общего происхождения?

инверс01

На этой картинке сверху сердце млекопитающего, интересующий нас ген значится там как Nkx2-5. Внизу сердце насекомого, оно просто выделено цветом. Так что, это гомологи? В гипотезу инверсии сторон тела такая идея вписывается прекрасно.
Но, во-первых, не факт, что у первых хордовых было сердце. У ланцетника сердца нет. У оболочников сердце есть, но оно не гомологично сердцу позвоночных (по крайней мере, в классической сравнительной анатомии так считалось). Какая уж тут гомология с насекомыми?
Во-вторых, тот же самый ген экспрессируется еще и в глотке нематод, круглых червей, относящихся к экдизозоям. Вот этот орган на картинке:

инверс02

Ну, и что это означает? Сердце насекомых и позвоночных гомологично глотке нематод? Группа британских ученых так и подумала и на этом основании на полном серьезе затеяла пересмотр классической теории зародышевых листков (Rodaway, Patient, 2001). Видимо, они исходили из убеждения, что любые генетические данные уже по самому факту своего существования имеют преимущество перед любыми морфологическими.
На самом деле гораздо разумнее предположить, что этот ген почему-то склонен экспрессироваться в мышечных трубках, независимо от их происхождения и функции. Тогда мы видим не гомологию, а аналогию (в классическом школьном понимании этого термина). Но тогда и между сердцами позвоночных и насекомых - тоже аналогия?
Ну, а как насчет их нервных систем? Там гораздо больше генов, но ситуация принципиально похожая.
Tags: инверсия, происхождение хордовых
Subscribe

  • Опрос

  • 100

    источник источник Поздравляю с годовщиной рождения величайшего писателя XX века. * * * Когда сын Станислава Лема, Томаш, изучал физику…

  • Цитаты без комментариев

    Мой покойный отец, биолог Сергей Васильевич Аверинцев, кончил в своё время классическую гимназию, глубоко чувствовал музыку латинского стиха и читал…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 13 comments

  • Опрос

  • 100

    источник источник Поздравляю с годовщиной рождения величайшего писателя XX века. * * * Когда сын Станислава Лема, Томаш, изучал физику…

  • Цитаты без комментариев

    Мой покойный отец, биолог Сергей Васильевич Аверинцев, кончил в своё время классическую гимназию, глубоко чувствовал музыку латинского стиха и читал…