Эмбрионы сумчатых нарушают схему развития млекопитающих

Новорожденному сумчатому нужно самостоятельно добраться до соска матери, хотя остальное тело еще почти не развито. Оказалось, его передние лапы начинают формироваться раньше многих основных структур организма.

Передние лапы сумчатых начинают формироваться еще до многих ключевых структур эмбриона

Источник: Colossal Biosciences

Команда Мельбурнского университета и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе выяснила, что передние конечности сумчатых проходят путь от небольшого плоского зачатка до функциональных лап с пальцами и когтями примерно за четыре дня. При этом их развитие начинается раньше появления нервной трубки — будущей основы головного и спинного мозга — и сомитов (эмбриональных блоков, из которых формируются позвонки и мышцы). Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Такая спешка связана с необычным жизненным циклом сумчатых. Детеныши рождаются очень маленькими и недоразвитыми, однако сразу должны выбраться из родовых путей, проползти по шерсти матери и прикрепиться к соску. Для этого им необходимы сильные передние конечности, тогда как задние лапы и многие внутренние органы могут продолжать формироваться позже.

Как сумчатые нарушили план

За несколько дней зачатки конечностей превращаются в лапы с пальцами и когтями

Источник: Dr. Axel Newton

Исследователи изучили два эволюционно далеких вида: толстохвостого даннарта и серого короткохвостого опоссума. Ученые проследили, как после оплодотворения включаются гены и распределяются клетки, из которых возникают конечности. Оказалось, сумчатые не просто ускоряют обычный процесс. Они частично меняют последовательность событий, отделяя формирование передних лап от развития соседних тканей.

Большая часть представлений о развитии конечностей основана на опытах с мышами и куриными эмбрионами. У них разные части тела возникают примерно параллельно и тесно влияют друг на друга. Сумчатые показали, что эмбрион способен перестраивать этот порядок: конечность может начать формироваться без ряда структур, которые прежде считались важными участниками процесса.

Ускоренное развитие передних лап помогает крошечным детенышам сразу после рождения добраться до соска матери

Источник: Dr. Emily Scicluna

Открытие помогает понять, насколько гибкой может быть программа развития позвоночных. Эволюция не создала для сумчатых совершенно новый орган, а изменила расписание уже существующих процессов, выдвинув жизненно важные передние лапы вперед.

Такая естественная модель может помочь ученым разделить сигналы, отвечающие за отдельные этапы формирования рук и ног. В перспективе это даст новые подсказки о происхождении врожденных нарушений конечностей у человека.

Ранее Наука Mail рассказала о новом виде сумчатых, обнаруженном в Австралии.