Утрата конечностей почти необратима

Редукция конечностей происходила часто в различных группах наземных позвоночных, в том числе у ящериц. Детализированный филогенетический анализ австралийских ящериц рода Lerista изобразил, что процесс утраты конечностей шел самостоятельно во почти всех эволюционных чертах и был необратимым. Вопреки бывшим догадкам, в эволюции Lerista утраченные числа передних и задних конечностей никогда не восстанавливались.Редукция конечностей происходила часто в различных группах наземных позвоночных, в том числе у ящериц. Детализированный филогенетический анализ австралийских ящериц рода Lerista изобразил, что процесс утраты конечностей шел самостоятельно во почти всех эволюционных чертах и был необратимым. Вопреки былым догадкам, в эволюции Lerista утраченные числа передних и задних конечностей никогда не восстанавливались. Все-таки у остальных ящериц экое время от времени приключалось.

Утрата конечностей почти необратима
Вверху: ящерица Lerista microtis с превосходно развитыми пятипалыми конечностями. Внизу: Lerista ameles вид, практически без остатка утративший конечности. Фото Марка Хатчинсона, 1-го из создателей обговариваемой статьи в BMC Evolutionary Biology, с веб-сайта www.hermonslade.org.au

Позвоночные вышли на сушу в баста девонского периода (около 370 млн годов назад), располагая в собственном распоряжении две пары без остатка сформированных конечностей с пальцами. Поэтому-то целых наземных позвоночных амфибий, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих нарекают тетраподами (четырехногими). Наличие конечностей, все-таки, не прибывает неизбежной чертой целых тетрапод. Во почти всех эволюционных чертах конечности имелись отчасти либо без остатка утрачены, при этом началось этого чуток ли не сходу опосля выхода на сушу. К примеру, теснее в каменноугольном периоде (300360 млн годов назад) процветали безногие амфибии аистоподы (Aistopoda). В предстоящем редукция конечностей часто происходила у многообразных амфибий (Apoda), пресмыкающихся (змеи, почти все ящерицы); передние конечности редуцировались у неких птиц, задние у китообразных и т. д.

У чешуйчатых пресмыкающихся (ящерицы и змеи) тенденция к потере конечностей проявляется с предназначенной настойчивостью: квитается, что утрата жаждая бы одной кости передних либо задних ног произошла самостоятельно по наименьшей мере в 53 эволюционных чертах чешуйчатых.

Австралийские ящерицы-леристы, касающиеся к семейству сцинковых, доставляют собой один-одинехонек из самых комфортных объектов для исследования редукции конечностей. Род Lerista включает наиболее 70 внешностей, демонстрирующих чуть ли не многие вероятные стадии утраты передних и задних ног от превосходно развитых пятипалых конечностей до их полного неимения. Меж этими 2-мя крайностями в рубежах рода можнож выделить около 20 промежных состояний.

Чтоб в компонентах выучить динамику эволюции конечностей в роде Lerista, Адам Скиннер (Adam Skinner) и его коллеги из Института Аделаиды (Австралия) составили очень надежную филогенетическую реконструкцию (эволюционное древо) на основанию нуклеотидных последовательностей 1-го ядерного и 5 митохондриальных генов 72 внешностей лерист. До этого времени настолько доскональные молекулярные сведения не имелись доступны, и оттого почти все элемента эволюции лерист оставались мрачными.

Принципиально, что эволюционное древо водилось выстроено на основанию независящих молекулярно-генетических принесенных без учета сведений о строении конечностей. Располагая эволюционное древо и зная строение конечностей для каждого из 72 внешностей, творцы смогли реконструировать строение конечностей у вымерших представителей рода совместных предков тех либо других групп идущих в ногу со временем внешностей (сантим.. набросок). Эти неведомые науке вымершие леристы подходят участкам (точкам ветвления) эволюционного древа.

Математический анализ приобретенной таковым образом эволюционной реконструкции изобразил, что в эволюции лерист редукция конечностей, по-видимому, постоянно водилась необратимой: вероятнее всего, не водилось ни 1-го варианта, иной раз жаждая бы один-одинехонек утраченный палец на передних либо задних ногах потом восстановился. Это противоречит заключениям, изготовленным ранее вторыми создателями на основанию наименее надежных начальных принесенных.

Заключение о необратимости утраты пальцев можнож считать абсолютно достоверным для передних конечностей, тогда как с задними ногами ситуация немного труднее. Формальный математический анализ указывает, что на задних ногах утраченные пальцы могли время от времени восстанавливаться, все-таки в данном варианте приходится признать, что в прошедшем были леристы с экими конфигурациями пальцев, тот или другой у идущих в ногу со временем внешностей не встречаются (к примеру, формы, у тот или иной на передних ногах водилось главным образом пальцев, чем на задних у идущих в ногу со временем лерист этакого не посещает). Догадка о необратимости редукции пальцев на задних ногах представляется наиболее вероятной, так как она не призывает схожих дозволений: она подразумевает, что все вымершие леристы обладали полностью реалистичные конфигурации пальцев, встречающиеся и у идущих в ногу со временем внешностей.

Анализ изобразил удивительно высшую скорость редукции конечностей у лерист. Этот род ящериц возник 13,4 млн годов назад (возраст определен с помощью способа молекулярных часов), и за это пора вышло максимум 10-ов независящих эволюционных событий, водящих к частичной либо полной потере конечностей. Главные леристы обладали две пары пятипалых конечностей. Упрощение начальной пятипалой конечности вышло самостоятельно 11 разов. В итоге 1-го из этих событий показалась четырехпалая конечность, тот или иной далее подвергалась последующему упрощению более 7 разов в различных эволюционных чертах. Полная утрата целых пальцев на передних и задних ногах произошла самостоятельно в 4 чертах.

Самая прыткая редукция конечностей наблюдалась у предков внешностей humphriesi и praepedita: в принесенном случае процесс перевоплощения ящерицы с пятью пальцами на каждой ноге в форму, без остатка лишенную ног, занял менее 3,6 млн лет. Ранее числилось, что малое пора, нужное для этакого эволюционного преображения у ящериц, сочиняет приблизительно 16 млн лет.

Надо выделить, что леристы (как и остальные чешуйчатые рептилии), очевидно, не ставили для себя целью попрытче избавиться от ног. Иллюзия ортогенеза требовательно направленного развития, подсказывающего движение к заблаговременно намеченной цели, в принесенном случае могла появиться нетрудно из-за того, что редукция конечностей в итоге случайных мутаций прибывает намного наиболее вероятным событием, чем их следующее возрожденье. Почти все промежуточные состояния на пути от без остатка развитых пятипалых конечностей к безногости в реальности приходят адаптивно выгодными состояниями, надлежащими предопределенной среде обитания и стилю жизни, и могут стабильно сохраняться и поддерживаться отбором в процесс миллионов лет.

Приобретенные результаты совсем не исключают принципиальной вероятности возобновленья утраченных конечностей либо их количеств. По-видимому, это время от времени происходило в остальных группах чешуйчатых пресмыкающихся. В частности, знакомы полностью накрепко подтвержденные случаи возобновленья утраченных пальцев у ящериц рода Bachia. Отличительно, что у внешностей Bachia с восстановленными пальцами наблюдается очень необыкновенное соотношение числа фаланг: 0.2.2.2.2 и 2.2.2.2.0 для передней и задней конечности согласно (начальной для чешуйчатых пресмыкающихся прибывает формула 2.3.4.5.3 для передней ноги и 2.3.4.5.4 для задней).

В полезность принципиальной вероятности возобновленья не так давно редуцированных конечностей свидетельствует и тот факт, что гены регуляторы личного развития, переставшие в ходе эволюции экспрессироваться (действовать), могут хранить функциональность достаточно длинно от 0,5 до 6 млн лет (Marshall et al., 1994. Dollo's law and the death and resurrection of genes). Только после чего накапливающиеся в отключенном гене мутации портят его бесповоротно. Таковым образом, возрожденье утраченных конечностей в принципе может быть, но происходит, по-видимому, достаточно изредка.

Источник : Adam Skinner, Michael S. Y. Lee, Mark N. Hutchinson. Rapid and repeated limb loss in a clade of scincid lizards // BMC Evolutionary Biology. 2008. V. 8. P. 310.
( Александр Марков)

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Утрата конечностей почти необратима

Posted in ЭкоМедицина by with comments disabled.