Можно подумать, что последний шаг вперед в нашем понимании человеческой локомоции произошел от изучения ног. Тем не менее, ученые обнаружили удивительный новый ключ к истокам человеческого двуногого поведения в обычной рыбе размером с мизинец.
Из этой истории
Ваша внутренняя рыба
купитьАнализируя ДНК колючей спины, исследователи во главе с Дэвидом Кингсли, биологом из Стэнфордского университета, определили так называемый генетический усилитель, своего рода ручку регулировки громкости, которая работает во время развития тела, помогая лепить костные пластинки, которые скрывают колючую спину в вместо весов. Энхансер модулирует высвобождение связанного с костями белка, известного как GDF6, поворачивая его вверх или вниз, чтобы изменить чашки в соответствии с настройками рыбы. Для морских оленей, живущих в открытой воде с множеством зубастых хищников, энхансер раскручивает достаточно белка GDF6, чтобы помочь построить здоровенные защитные пластины. Но пресноводным клюшкам лучше выскочить и спрятаться, и благодаря рычагу выделения белка, вызванному энхансером, у этих рыб получаются более тонкие и гибкие пластины.
Реакция генетического переключателя варьируется от одной настройки к другой, в то время как его цель - кирпичные и минометные белки - остается неизменной, обеспечивая эволюцию значительную гибкость. «Это настолько хороший механизм для развития черт, что вы видите, что он используется снова и снова», - говорит Кингсли.
Когда исследователи исследовали роль белка GDF6 и его энхансеров в формировании костей млекопитающих, в том числе шимпанзе, нашего ближайшего генетического родственника, они обнаружили энхансер, который влиял на развитие задних конечностей, но не передних конечностей. Наибольшее влияние гена было на длину и кривизну пальцев. Однако в ДНК человека энхансер был удален.
Это единственное генетическое изменение может помочь объяснить важные различия между ногой шимпанзе и нашей ногой и тем, как наши предки обрели способность подниматься и ходить на двух ногах. Пальцы шимпанзе длинные и растопыренные, а его эквивалент большого пальца отодвигается от других пальцев, как большой палец: цепкая нога, разработанная для быстрого лазания. Напротив, у человеческой ступни подошва увеличена, а кость большого пальца утолщена и выровнена с остальными, теперь уже укороченными, пальцами. Это прочная платформа, способная выдерживать вертикальную нагрузку в движении.
Помимо показа, что наш большой палец заслуживает гораздо большего уважения, чем большинство из нас знает, новое открытие демонстрирует, что незначительные изменения в ДНК могут иметь глубокие эволюционные последствия, и что природа является неутомимым художником-переработчиком и коллажем, смешивая и сочетая несколько любимых техник создать, казалось бы, бездонное разнообразие форм.
«Наша общая история с рыбами, - говорит Нейл Шубин, автор книги« Your Inner Fish » и палеонтолог, - делает их прекрасной ареной для изучения основ нашего собственного тела».
Подпишитесь на журнал Smithsonian сейчас всего за $ 12
Эта история - выбор из апрельского номера журнала Smithsonian.
купить
