Змеи и ящерицы являются носителями карт отряда Squamata. Но в то время как ящерицы носятся на полностью сформированных ногах, змеи предпочитают скользить без ног. Почему и как эти животные пошли такими разными эволюционными путями, является предметом научных дискуссий. Однако одно можно сказать наверняка - некоторые змеи до сих пор несут генетический код, который позволяет им развивать ноги и ступни.
Так почему же эти змеи не отращивают конечности и не начинают расхаживать по кустам? Генетические махинации, стоящие за этим процессом, по сути, переведены в положение «выключено» благодаря множеству генетических мутаций, произошедших более 100 миллионов лет назад.
Эти мутации затронули определенный ген - ген звукового ежа (SHH), который отвечает за развитие конечностей. И прежде чем вы спросите, да, на самом деле это официальное название гена, названное так из-за остроконечного вида. Ген Sonic hedgehog не только жизненно важен для конечностей, он также обеспечивает руководство для органов и их размещение внутри растущих животных. У ящериц SHH активен и приводит к образованию ног и ступней; он деактивирован у змей.
Исследование, опубликованное в Nature Communications в 2016 году, показало, как изменения в геноме рептилий в конечном итоге привели к очевидным трансформациям в фенотипе существ или физических чертах, которые возникают в результате экспрессии определенных генов. Короче говоря, генетические мутации привели к тому, что некоторые ящерицы покончили со своими придатками, превратившись в змей, но при этом сохранили отголоски этих длинноногих генов в своей ДНК.
Чтобы точно определить изменения в генетических последовательностях, исследователи сравнили геномы змей с геномами других рептилий и позвоночных, у которых есть полные конечности. В частности, они полагались на геном ящерицы тегу, для которой у науки есть полностью секвенированный геном.
У ящериц оказались регуляторные секвенаторы ДНК (называемые энхансерами), которые могут «включать и выключать» определенные гены во время развития существа. SHH нуждается в этих энхансерах для полного развития конечностей, именно так у ящериц появляются четыре ноги. Но у змей этот энхансер был удален из последовательностей ДНК в ходе эволюции, и теперь он практически - но не полностью - устранен даже у примитивных змей.
У некоторых змей все еще присутствуют следы энхансера, наряду с другим геном, называемым HOXD, который отвечает за развитие ног. У некоторых эмбрионов питонов даже развиваются частичные кости ног и подножки, но эти черты исчезают задолго до рождения вынашиваемого существа.
Тем не менее, есть признаки того, что не все змеи готовы смириться с идеей бегать в крошечных кроссовках Nike. Присмотритесь внимательно к нижней части этих змей, и вы увидите маленькие утолщения на их животах, рудиментарные остатки ног, которые могли бы быть.
Что все это значит? Что с помощью всего лишь нескольких генетических мутаций некоторые виды примитивных змей смогут развить конечности. По сути, они будут активировать функции, которые уже спрятаны в их ДНК, просто ожидая, когда нужные переменные вызовут их развитие.
Интересно
Змеям не нужны ноги, чтобы поймать вас. Черная мамба - одна из самых смертоносных змей в мире, она может скользить со скоростью около 12 миль в час (19 км/ч), что быстрее, чем может бежать большинство людей. Его скорость и невероятно токсичный яд делают его одним из самых страшных животных в мире.