Розкрито походження щелеп хребетних із зябер

akulaВчені Університету Південної Каліфорнії та Кембриджського університету розкрили походження щелеп у хребетних тварин. Згідно з результатами дослідження, опублікованого в журналі eLife, вони виникли із зябер древніх риб.

У риб щелепи мають загальне ембріональне походження зі зябрами. Під час розвитку щелепи та зябра виникають з ембріональних структур, званих зябровими дугами. Перша з цих дуг називається нижньощелепною, оскільки дає початок щелепам, а додаткові дуги розвиваються у зябра. Є також анатомічні подібності: зябра підтримуються верхньою та нижньою кістками, які можна розглядати як аналоги верхньої та нижньої щелеп. Однак гіпотеза, що щелепа еволюціонувала зі зябер, досі залишається спірною.

Майже всі риби мають крихітну анатомічну структуру, звану псевдобранхію, яка нагадує рудиментарну зябру. Проте ембріональне походження цієї структури було невизначеним. Вчені використовували методи візуалізації для відстеження долі ембріональних клітин у рибок даніо та показали, що псевдобранхія походить з нижньощелепної дуги, що дає початок щелепі. Крім того, багато генів і регуляторні механізми управляють розвитком як псевдобранхій, так і зябер.

За словами вчених, це означає, що структури, що виникають з нижньощелепної дуги – псевдобранхії та щелепи – могли взяти початок зі зябер, які були змінені протягом тривалої еволюції. Відомо, що скати, які стосуються зовсім іншого еволюційного класу щелепних хребетних (хрящових риб), також мають пседобранхії. Таким чином, псевдобранхії були у останнього загального предка всіх щелепних хребетних. Водночас усе це є доказом класичної теорії, що зяброва структура перетворилася на щелепу хребетних.