Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Все добавления>>Мир дикой природы на wwlife.ru - Показать содержимое по тегу: Чешуя


Генетики нашли новые доказательства того, что примитивные зубы у самых далеких предков человека могли возникнуть в результате мутаций в генах, связанных с формированием чешуи у рыб, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.

211117 1509213485"Чешуя современной рыбы выглядит совсем не так, как кожный покров их далеких предков. Он был больше похож по своей структуре на зубы, и его следы остались лишь у некоторых древнейших обитателей морей Земли, таких как акулы и скаты. Если провести по коже акулы рукой, то вы сразу поймете, насколько она твердая из-за множества кожных зубов. Не зря в древности ее использовали как наждачную бумагу", — рассказывает Эндрю Гиллис (Andrew Gillis) из Кембриджского университета (Великобритания).

Первые рыбы, появившиеся на Земле примерно 500 миллионов лет назад, были в целом похожи на своих современных потомков, за исключением двух черт анатомии – у них не было ни настоящих челюстей, ни зубов. Как сегодня считают ученые, челюсти появились у примитивных рыб значительно позже, 410-380 миллионов лет назад, в результате превращения одной из жаберных дуг в новое "хватательное" приспособление.

Как именно возникли зубы, пока не понятно, и ученые ведут ожесточенные споры насчет того, какая часть тела древних рыб могла их породить, а также того, возникли ли они одновременно с челюстями или появились гораздо позже. Небольшое число окаменелостей девонского периода, известных сегодня, позволяет вести подобные дебаты практически бесконечно, так как "железных" аргументов в пользу той или другой теории пока нет.

Гиллис и его коллеги попытались найти ответ на этот вопрос не в древнем прошлом Земли, а в ее настоящем, наблюдая за тем, как формируется зародыш ежового ската (Leucoraja erinacea) и как возникают "заготовки" его будущих зубов и чешуи.

Проводя этот эксперимент, ученые руководствовались простым соображением – если настоящие и кожные зубы скатов имеют общие "корни", то тогда они должны формироваться из одного и того же типа зародышевых клеток. Если же это не так, то тогда они будут возникать в разных частях эмбриона, что укажет на то, что зубы возникли каким-то другим путем.

Для раскрытия этой тайны ученые ввели в клетки эмбриона особый набор светящихся молекул, присоединяющихся к жирам и белкам в стенках клетки, что позволило им следить за тем, куда попадали их потомки и как они развивались по мере роста малька. Дополнительно биологи наблюдали за активностью гена FoxD3, управляющего ростом клеток-прародителей зубов.

Эти наблюдения показали, что и зубы, и чешуя ската формируются из одного и того же источника – так называемого нервного гребня, особой ткани зародыша, окружающей будущий спинной и головной мозг. Клетки нервного гребня, как объясняют ученые, обладают высокой мобильностью и они могут проникать фактически во все регионы эмбриона по мере его развития.

"Клетки нервного гребня играют ключевую роль в развитии зубов у млекопитающих. Наши эксперименты указывают на глубинную эволюционную связь между примитивной чешуей древних рыб и зубами современных животных и людей", — заключает генетик.


Источник:  РИА Новости


 

 

Опубликовано в Новости Эволюции

Ученые обнаружили на Мадагаскаре новый вид гекконов с необычно крупной чешуей, которую те сбрасывают в момент опасности. Изучение этой рептилии может подсказать новые способы лечения пациентов при ожогах и раке кожи.

Geckolepis megalepisGeckolepis megalepisОб этом говорится в статье немецких и американских зоологов, опубликованной в журнале PeerJ.

Всем известно, что многие ящерицы способны отбрасывать хвост, если их схватит за него хищник. Однако мадагаскарские гекконы рода Geckolepis вдобавок к этому умению научились сбрасывать кожу. Если схватить или даже дотронуться до такого геккона, то у вас в руках останется лишь кучка чешуек, а само животное ускользнет.

Сбросивший кожу геккон Geckolepis megalepisСбросивший кожу геккон Geckolepis megalepisАвторы статьи обнаружили на севере Мадагаскара новый вид этого рода с аномально крупными чешуями кожи, длина которых составляет до 8% длины всего тела (без хвоста). Он получил название Geckolepis megalepis. Выяснилось, что этот вид особенно легко сбрасывает чешуи, ведь они прикреплены к телу лишь 20% своей площади.

По словам авторов статьи, механизм сбрасывания чешуй принципиально отличается от линьки, характерной для всех ящериц. В процессе линьки с ящерицы сходит только ороговевший эпидермис, а при экстренном сбросе чешуй – все слои кожи. Фактически, ящерица раздевается «до мяса» - до подкожной соединительной ткани.

Спустя несколько недель геккон вновь обрастает чешуей, при этом на нем не образуется рубцов. Если удастся понять, как он это делает, то аналогичные клеточные механизмы можно будет задействовать и при лечении больных с обильными поражениями кожи, какие наблюдаются, например, при сильных ожогах.

 


Источник: infox.ru


Опубликовано в Новости Зоологии

Группа ученых из Швейцарии сумела доказать, что волосы, чешуя и перья гомологичны и произошли от общего предка — рептилии. Теоретические предпосылки и результаты экспериментов были подробно освещены на страницах журнала Science Advances и кратко — в пресс-релизе, представленном от имени Университета Женевы. Сегодня мы расскажем о том, что послужило доказательством столь смелого утверждения и какой вывод для дальнейших исследований позволяет сделать проделанная работа. 

300616Большинство млекопитающих, птиц, рептилий легко распознать по волосам, перьям и чешуе, соответственно. Тем не менее, отсутствие у ископаемых переходных форм между чешуйками и волосками и существенные различия в их морфогенезе и белковой композиции стали причиной споров относительно их потенциальной общей родословной, ведущихся в течение многих десятилетий. 

Ученым давно известно, что волосы млекопитающих и перья птиц развиваются из первобытной структуры плакоды — своеобразного утолщения эпидермиса со столбчатыми ячейками, уменьшающие скорость их пролиферации и вырабатывающие специфические гены. Это наблюдение, опять таки, провело грань между сторонниками единого предка у птиц и млекопитающих и противников такого предположения, утверждающих что те и другие — это абсолютно разные виды с различной родословной. При этом сторонники последней версии как-то закрыли глаза на то, что она вынуждает принять тот факт, что два совершенно разных, по их утверждениям вида «изобрели» плакоду независимо друг от друга. 

В 2015 году ученые из Йельского университета (США) опубликовали статью, в которой продемонстрировали, что чешуя, волосы и перья на раннем этапе развития имеют общую молекулярную подпись. Опубликованные результаты вновь подлили масла в огонь давнего спора существующего между двумя школами эволюционистов. Приверженцы одной из которых продолжали отстаивать жизненность гипотезы о том, что идентичные молекулярные подписи свидетельствуют об общем эволюционном происхождении придатков кожи, а сторонники другой, что для развития разных придатков кожи в ходе эволюции на каком-то этапе одни и те же гены были использованы повторно.

Точки над «И»

Последняя работа биологов Николя Ди-Пой (Nicolas Di-Poï) и Мишель Милинкович (Michel C. Milinkovitch) из отдела генетики и эволюции Университета Женевы (UNIGE) и Швейцарского института биоинформатики (SIB) позволила положить конец этой многолетней дискуссии. Ученые доказали, что чешуя у рептилий развилась из плакоды с анатомическими и молекулярными подписями, аналогичными подписям плакод птиц и млекопитающих на ранних стадиях развития. 

В ходе исследований были проанализированы морфологические и молекулярные характеристики кожи в процессе эмбрионального развития крокодилов, змей и ящериц. «Наше исследование не только дает новые молекулярные данные, которые дополняют работу американской команды, но и выявляет ключевые микроанатомические факты», — объясняет Мишель Милинкович. — «Действительно, мы определили у рептилии новые молекулярные подписи, идентичные тем, которые наблюдаются при развитии волосков и перьев, а также наличие плакоды анатомической формы, схожей с формой плакоды млекопитающих и птиц. Это указывает на то, что три типа придатков кожи являются гомологичными: чешуя — у рептилий, перья — у птиц, и волосы — у млекопитающих, несмотря на их очень разные конечные формы, эволюционировали от их общего предка, рептилии».

Ключевой ген развития придатков кожи

На следующем этапе исследования авторы работы изучили бородатых драконов, представленных тремя формами. Первая форма — это обычный дикий вид, вторая форма характеризуется меньшими размерами, а третья, в свою очередь, мутировала по двум направлениям со множеством различных дефектов, включая полное отсутствие чешуи. Сравнивая геномы трех рассмотренных подвидов бородатых драконов, ученые сумели определить дефектный ген, который повлек за собой известное разнообразие форм. Это эктодисплазин-А (EDA), мутация которого в конечном счете повлекла за собой освобождение одной из форм бородатых драконов от чешуи. 

«Мы определили, что своеобразный внешний вид этих голых ящериц происходит из-за нарушения работы Ectodysplasin-A, гена, мутация которого в организме человека и мышей, как известно, генерирует значительные отклонения в развитии зубов, желез, ногтей и волос», — пояснил Мишель Милинкович. На основании данных исследований и сравнительного анализа швейцарские ученые показали, что у ящериц с мутированным геном EDA структура плакоды нарушается, точно так же, как у млекопитающих или птиц, пораженных подобными мутациями в том же гене не могу развиваться из плакод собственные волосы или перья. Эти данные все вместе когерентно указывают на общее происхождение чешуи, перьев и волос.

Получив столь убедительные свидетельства единства происхождения, ученые намерены продолжить исследования, определить и описать те механизмы, которые лежат в основе развития специфической формы кожных придатков. Это, в свою очередь, позволит дать ответ на другой важнейший вопрос: каким образом древнейший чешуйчатый кожный покров дал начало существующему морфологическому разнообразию чешуи, перьев и волос. «Эти исследования, как мы надеемся, дополнят наше понимание физических и молекулярных механизмов, порождающих сложность и многогранность жизни в ходе эволюции» — резюмировал Малинкович. 


Источник: GT


Опубликовано в Новости Эволюции
Четверг, 17 Октябрь 2013 14:06

Зубы конодонтов - совсем не зубы

Конусообразные минерализованные образования, окружавшие ротовую полость древних угревидных созданий и помогавшие им хватать и измельчать пищу, ни в коем случае не были зубами, говорит новое исследование. Одна из теорий о том, как позвоночные приобрели зубы, должна быть отброшена, считают специалисты. 

Сверху вниз: стадии роста твёрдых образований во рту ранних конодонтов. Внизу — то, что получалось в результате. (Изображение авторов работы.) Сверху вниз: стадии роста твёрдых образований во рту ранних конодонтов. Внизу — то, что получалось в результате. (Изображение авторов работы.) Речь идёт о конодонтах, само название которых образовано от греческих слов, означающих «конус» и «зуб». Эти морские существа, жившие 530–200 млн лет назад, находятся в числе наиболее примитивных хордовых палеонтологической летописи. У них не было ни челюсти, ни других костей. На самом деле вот эти напоминающие зубы образования из фосфата кальция (из него же, кстати, состоит эмаль наших зубов), как правило, единственное, что окаменевало. Только в последние десятилетия учёным удалось найти экземпляры со следами мягких тканей, по которым можно судить о размерах и форме животных. 

Изучение «зубов» тоже продвигается медленно. Недавний анализ «зубов» одного из видов конодонтов показал, что они сильно различались по длине и форме: одни, скорее всего, использовались для захвата и усмирения добычи, а другие служили для перемалывания мяса на кусочки. 

КонодонтыКонодонтыПрисмотревшись, палеонтолог Филип Донохью из Бристольского университета (Великобритания) и его коллеги выделили главное: «зубы» ранних конодонтов росли ступенчато, причём на поздних стадиях роста кольцо минералов добавлялось только по бокам конуса, но не на кончике. Обычно эмаль, покрывающая зубы позвоночных, тоже образуется на поздней стадии развития зуба, но на всей его поверхности. «Хотя в конечном счёте это похоже на зуб, это не зуб», — подчёркивает г-н Донохью. Вопреки сходству, его группа пришла к выводу, что у самых ранних конодонтов твёрдые части развивались из совершенно иного набора тканей, нежели зубы позвоночных. 

Что следует из вышеизложенного? В последние годы некоторые палеонтологи предположили, что так называемая плакоидная чешуя рыб, рептилий и пр., содержащая крошечные твёрдые образования (иногда их называют кожными зубами), в действительности сначала появилась во рту и только потом превратилась в чешую. Однако, как подчёркивает Филипп Жанвье из парижского Национального музея естественной истории (Франция), новое исследование говорит о том, что плакоидная чешуя и «зубы» конодонтов развились из разных тканей. 

Поэтому от идеи «чешуи во рту», кажется, придётся отказаться. По-видимому, эволюция шла обратным путём: сначала чешуя, потом наши зубы. 

Специалисты вздыхают с облегчением. «Образования конодонтов всегда казались мне какими-то сомнительными, — жалуется палеонтолог Пер Альберг из Уппсальского университета (Швеция). — С одной стороны, твёрдые образования на коже ранних рыб, с другой — конодонты, у которых эти твёрдые кусочки располагались только во рту. Эволюция скелета выглядит намного более логичной, если убрать из неё конодонтов». 

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

 


 

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

 

Опубликовано в Новости Палеонтологии

Пираньи! Наверное, все знают об этих злобных рыбах с бульдожьим прикусом, стаи которых в мгновение ока разносят на клочки быка, если только почувствуют в воде его кровь. В массовой культуре пираньи успешно составляют конкуренцию белым акулам, только акулы живут в море, а пираньи — пресноводные, родом из рек Южной Америки.

Чешуя арапаим легко противостоит челюстям пираний. (Фото Hung-Jou Chen.) Чешуя арапаим легко противостоит челюстям пираний. (Фото Hung-Jou Chen.) Однако в тех же местах водится рыба, которую соседство пираний, видимо, не так уж и беспокоит. Это тоже весьма «популярное» существо, зовущееся арапаимой (она же арапайма, пираруку, пайче). Рыба, достигающая 2–3 м в длину, по своей огромной эволюционной древности считается чем-то вроде пресноводной латимерии (правда, распространённость её по сравнению с латимерией не в пример шире).

Арапаимы легко уживаются с пираньями благодаря своей сверхпрочной чешуе, которую те — невероятно, но факт — не могут прокусить. Но что именно придаёт чешуе арапаим подобную прочность, стало известно только сейчас, за что надо поблагодарить исследователей из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США).

Чешуя арапаимы в разрезе; видны верхний бугорчатый слой и коллагеновая слоистая середина. (Фото авторов работы.) Чешуя арапаимы в разрезе; видны верхний бугорчатый слой и коллагеновая слоистая середина. (Фото авторов работы.) Степеней защиты у чешуи оказалось несколько. Во-первых, прочность ей придаёт то, что чешуйки перекрываются почти на 60%, то есть арапаима покрыта почти двойным слоем чешуи: один слой пиранья легко прокусывает, а со вторым ей справиться не так просто. 

Во-вторых, каждая чешуйка снаружи покрыта 0,5-миллиметровым твёрдым кожухом, под которым лежит ещё 1 мм относительно мягкого коллагенового слоя. Коллаген добавляет всей структуре гибкости и эластичности, которой лишён хрупкий наружный слой.

И самое главное: в мягкой сердцевине чешуи Элизабет Циммерман (Elizabeth Zimmermann) и её коллеги нашли своеобразные белковые структуры: коллагеновые нити оказались свёрнуты наподобие гнутой фанеры или спиральной лестницы. Эти «спиральные лестницы» были в каждом слое коллагена, и при давлении они вращались и распределяли приложенную к точке силу по всей чешуе. Эту микроструктурную степень защиты чешуи арапаим от пираний исследователи описывают в Nature Communications.

Как выглядят и работают коллагеновые спиральные структуры в чешуе рыб, удалось увидеть с помощью малоуглового рассеяния рентгеновских лучей. Таким способом и с таким разрешением на чешую до сих пор никто не смотрел, поэтому авторы работы не исключают, что так же может быть устроена чешуя и других рыб.

Понятно, что кроме чисто зоологического у полученных результатов может быть и довольно конкретное практическое значение: секрет чешуи арапаим может пригодиться тем, кто создаёт материалы повышенной прочности.

 


Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА


Опубликовано в Новости Зоологии

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

В тени динозавров скрывались драчливые тритоны-кроты

09-06-2013 Просмотров:7758 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

В тени динозавров скрывались драчливые тритоны-кроты

Крошечную, но очень темпераментную амфибию обнаружили ученые в раннемеловых отложениях Британии. Древнее хвостатое земноводное, похоже, отличалось задиристым характером, из-за которого даже получило при жизни перелом челюстных костей. Wesserpeton evansae Новое животное, получившее...

Птицам вернули безымянный палец

19-01-2014 Просмотров:6982 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Птицам вернули безымянный палец

Согласно общепринятым научным представлениям, тремя сохранившимися за миллионы лет эволюции в крыльях птиц пальцами являются большой, указательный и средний. Новое исследование австрийских биологов показывает, что вполне возможно, этими тремя пальцами...

Насколько мы еще обезьяны?

18-04-2014 Просмотров:4995 Новости Антропологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Насколько мы еще обезьяны?

В современной науке популярна гипотеза о том, что значительная часть реакций на зрительные, слуховые и прочие раздражители унаследована нами у далёких предков, которые приобрели их в процессе эволюции. Иными словами,...

Внеклеточные организмы

17-01-2013 Просмотров:10177 Внеклеточные организмы Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Внеклеточные организмы

Подимперия: Внеклеточные организмы Эволюция внеклеточных организмов Появление первых клеточных организмов: более 4 млрд лет назад Рис. 1. БактериофагПервая жизнь на нашей планете возникла более 4 млрд лет назад. Эти существа не имели ни ДНК,...

Птицы помогли ученым объяснить, почему человек способен любить

15-09-2015 Просмотров:3891 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Птицы помогли ученым объяснить, почему человек способен любить

Наблюдения за парами птиц помогли ученым раскрыть эволюционный смысл такого чувства, как любовь – оказалось, что взаимная привязанность родителей помогает им выращивать больше потомства, что способствовало распространению этой психологической черты среди предков...

top-iconВверх

© 2009-2017 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.