Отправной точкой новых изысканий послужила характерная способность нашего глаза формировать ясное и четкое (сфокусированное) изображение на сетчатке (т.е. ретине). Критически важным компонентом в данном случае выступает хрусталик глаза, который обладает уникальными для живой ткани физическими свойствами: не только прозрачностью, но и способностью нужным образом преломлять световые лучи. Здесь все дело в высокой (85-90%) концентрации специализированных водорастворимых белков, называемых "кристаллинами" (crystallins, делятся на три основные группы - альфа-, бета- и гамма-кристаллины), что содержатся в клетках хрусталика глаза (и именно помутнением хрусталика с возрастом, потерей его прозрачности и вызвана такая удручающая болезнь как катаракта). Рыбы, лягушки, птицы и млекопитающие видят благодаря тому, что их глаза содержат эти самые кристаллины, помогающие хрусталику, принимающему особую форму, фокусировать изображения на сетчатку, однако ближайшие из всех беспозвоночных родственники позвоночных животных - простейшие хордовые - оболочечники Ciona intestinalis, - обладают лишь примитивным типом фоторецепторов, способных регистрировать солнечные лучи, но неспособных формировать изображения. Из этого следует, что хрусталик глаза впервые появился именно у древнейших позвоночных животных.
Шимелд и его коллеги сосредоточились на исследованиях эволюционного происхождения одного конкретного представителя белкового семейства кристаллинов из группы гамма-кристаллинов (βγ-crystallin). Изучая Ciona intestinalis, то есть беспозвоночных "кузенов" позвоночных животных, "отколовшихся" от единой ветви непосредственно перед развитием хрусталика, исследователи выяснили, что такие животные обладают одним-единственным геном, связанным с "кристаллиновым" белком, что и находит отражение в строении их примитивной системы, лишь ощущающей свет. Эти твари похожи на головастиков, но взрослые особи обычно прикрепляются к поверхности камней и ведут себя во многом подобно губкам. Идентификация кристаллина у Ciona intestinalis позволяет предположить, что этот один-единственный ген в конечном счете и позволил развиться прозрачным хрусталикам позвоночных животных.
Выяснилось, в частности, что их "кристаллиновый" ген управляется генетическими элементами, которые связаны также и с теми отделами, что заведуют развитием хрусталика глаза у позвоночных животных: исследователи показали, что если соответствующие регулирующие области гена Ciona intestinalis передаются эмбрионам лягушки, то это влияет на формирование движущихся элементов в собственной визуальной системе получившихся трансгенных головастиков, включая хрусталик глаза. Это означает, что до развития хрусталика глаза существовала какая-то регулирующая связь между двумя рядами генов: теми, которые позже стали отвечать за управление развитием хрусталика глаза, и теми, что помогали хрусталику приобретать его специфические физические свойства.
Источники:
How the vertebrate eye, as we know it, emerged over evolutionary time? - Medical News Today
Insight Into Eye Evolution Deals Blow To Intelligent Design - Medical News Today
Urochordate βγ-Crystallin and the Evolutionary Origin of the Vertebrate Eye Lens - Current Biology
Ссылки:
Краткая история глаза
Глаз
| А также : | Наука Общество Здоровье Религия Животные Экология |