Биологи обнаружили ген, изменения в котором привели к эволюционному переходу от трехкамерного сердца у земноводных и пресмыкающихся к четырехкамерному у птиц и зверей, что поможет разгадать, каким образом они стали теплокровными.
Четырехкамерное сердце у птиц, млекопитающих и у крокодилов, разделенное на две половины, позволяет существовать двум кругам кровообращения, "обслуживающим" соответственно легкие и организм в целом. В результате артериальная и венозная кровь не смешиваются, как в трехкамерном сердце земноводных, и организм значительно лучше снабжается кислородом.
Среди пресмыкающихся встречаются различные варианты "конструкции" сердца. В частности, у черепахи в желудочке их трехмкамерного сердца есть перегородка, которая, однако, не до конца разделяет их. "Сердце рептилий было предметом споров - обладает ли оно единственным желудочком или двумя желудочками, разделенными не до конца", - пишут авторы исследования, группа ученых из США, Канады и Японии под руководством Кацуко Кошиба-Такеуши (Kazuko Koshiba-Takeuchi) из университета Калифорнии в Сан-Франциско.
Они провели сравнительное исследование красноухих черепах (Trachemys scripta elegans) и игуан - красногорлых анолисов (Anolis carolinensis) с точки зрения генетических факторов, связанных с развитием сердца на эмбриональных стадиях. Результаты наблюдений показали, что и у черепах, и у игуан, на первой стадии ген Tbx5 проявляется на всей поверхности будущего желудочка, однако на поздних стадиях у черепах этот ген работает только в левой половине. У млекопитающих и птиц этот ген связан именно с формированием левого желудочка.
Это означает, что ген Tbx5 в процессе эволюции постепенно начинает формировать структуру четырехкамерного сердца. Для подтверждения этой гипотезы, ученые провели эксперимент на мышах, у которых был "выключен" ген Tbx5. В результате перегородка между желудочками у мышей исчезала, формировалось трехкамерное сердце, подобное сердцу пресмыкающихся.
Среди пресмыкающихся встречаются различные варианты "конструкции" сердца. В частности, у черепахи в желудочке их трехмкамерного сердца есть перегородка, которая, однако, не до конца разделяет их. "Сердце рептилий было предметом споров - обладает ли оно единственным желудочком или двумя желудочками, разделенными не до конца", - пишут авторы исследования, группа ученых из США, Канады и Японии под руководством Кацуко Кошиба-Такеуши (Kazuko Koshiba-Takeuchi) из университета Калифорнии в Сан-Франциско.
Они провели сравнительное исследование красноухих черепах (Trachemys scripta elegans) и игуан - красногорлых анолисов (Anolis carolinensis) с точки зрения генетических факторов, связанных с развитием сердца на эмбриональных стадиях. Результаты наблюдений показали, что и у черепах, и у игуан, на первой стадии ген Tbx5 проявляется на всей поверхности будущего желудочка, однако на поздних стадиях у черепах этот ген работает только в левой половине. У млекопитающих и птиц этот ген связан именно с формированием левого желудочка.
Это означает, что ген Tbx5 в процессе эволюции постепенно начинает формировать структуру четырехкамерного сердца. Для подтверждения этой гипотезы, ученые провели эксперимент на мышах, у которых был "выключен" ген Tbx5. В результате перегородка между желудочками у мышей исчезала, формировалось трехкамерное сердце, подобное сердцу пресмыкающихся.