Единственное происхождение для глаз?
Элизабет Пенниси
Имеет степень бакалавра в области биологии в Корнельском университете и степень магистра в области научной литературы в Бостонском университете.
Биологи десятилетиями спорили о том, эволюционировали ли два основных плана глаз позвоночных и беспозвоночных независимо друг от друга или произошли от общего предка. Новые данные, показывающие неожиданное сходство между глазами морского червя и глазами человека, предполагают общее происхождение.
Несмотря на невероятные различия в размерах и форме, глаза бывают всего в двух основных моделях. Фоторецепторные клетки позвоночных, характеризующиеся палочками и колбочками, весьма отличны от клеток беспозвоночных. И хотя оба используют светочувствительные пигменты, называемые опсинами, они отличаются по своему аминокислотному составу. Некоторые ученые настаивают на том, что глаза эволюционировали только один раз, несмотря на это современное различие, в то время как другие утверждают, что глаза эволюционировали по крайней мере один раз у беспозвоночных и еще раз у позвоночных.
Детлев Арендт и Йоахим Виттбродт, биологи-эволюционисты из Европейской лаборатории молекулярной биологии в Гейдельберге, Германия, вступили в бой после того, как Арендт заметил некоторые позвоночные фоторецепторные клетки в мозге морских червей, которые не сильно изменились за 500 миллионов лет. Арендт и его коллеги тогда искали гены и белки, которые говорят что-то о происхождении и функции клеток.
Фоторецептор мозга тряпичного червя содержит пигмент опсин, который почти идентичен человеческой версии. Арендт и Виттбродт также обнаружили ретинальные гомеобокс-белки в мозге червя, но не в его глазу, сообщают исследователи в выпуске журнала Science от 29 октября. Это первый случай, когда эти белки, которые являются ключом к построению зарождающейся сетчатки у позвоночных, были обнаружены у беспозвоночных.
Их результаты показывают, что даже у самых ранних животных были задатки как позвоночных, так и беспозвоночных зрительных систем, и что некоторые из фоторецепторных клеток в мозге беспозвоночных были преобразованы через ряд шагов в глаза позвоночных. Арендт и Виттбродт предполагают, что обе оптические системы существовали у вымершего общего предка под названием Urbilateria и, вероятно, возникли у предшественника Urbilateria. Один, вероятно, чувствовал свет, необходимый для установления циркадного ритма, а другой, возможно, был примитивной прелюдией к глазу.
«Мы думаем, что обе фоторецепторные клетки восходят к одному типу клеток», — отмечает Виттбродт.
Полученные результаты подтверждают древность фоторецепторов и опсинов беспозвоночных и позвоночных.
«Не только морфология, но и молекулярная биология этих двух типов рецепторов уже была заложена в нашем общем предке»
, — говорит Ален Гизен, нейробиолог из Университета Монпелье, Франция.
Но указывает ли это на единственное происхождение глаза или нет, остается предметом споров.
