Біологи дізналися, де у морських зірок голова

Питання, чи є у морських зірок голова і яку частину їх тіла можна нею назвати, займав любителів природи і професійних вчених не одне століття. Тепер на нього з’явилася відповідь — завдяки новому дослідженню американських і британських біологів.

Морська зірка Patiria miniata / © Chan Zuckerberg Biohub

Морські зірки належать до голкошкірих типу безхребетних тварин, до якого ще належать морські їжаки, голотурії (морські огірки) і морські лілії. Відмітна особливість перших – зіркоподібна будова з кінцівками-променями. Найчастіше їх п’ять, але зустрічаються екземпляри з меншою або більшою кількістю променів (три, чотири, шість і більше).

Якщо при погляді на хробака або рибу відразу зрозуміло, де у них голова і хвіст, то у випадку з морською зіркою, у якій кожна з рук-променів може бути провідною при переміщенні по морському дну, залишається тільки гадати, яка частина тіла — передня, а яка задня. Деякі навіть вважали, що у цих тварин зовсім немає голови як такої. Однак дослідження, опубліковане в журналі Nature, показало, що насправді все, скоріше, навпаки.

Розкрити давній секрет голкошкірих вдалося команді вчених зі Стенфорда, Каліфорнійського університету в Берклі (США), Саутгемптонського університету (Великобританія) і ще кількох дослідницьких організацій.

Автори дослідження Лоран Формері (ліворуч) та професор біології Крістофер Лоу з морськими зірками / © LiPo Ching / Стенфордський Університет

За допомогою високотехнологічних молекулярних і геномних методів, таких як мікротомографія і цитологічна гібридизація (гібридизація in situ), вчені детально проаналізували структуру морських зірок Patiria miniata.

В результаті вони виявили генні сигнатури, пов’язані з розвитком клітин голови в інших тварин, практично по всьому тілу молодих морських зірок, з локалізацією в центрі й посередині кожної з кінцівок-променів. При цьому гени, що керують зростанням хвостової області, виявили по периметру.

Мікротомографія морської зірки з кольоровим маркуванням скелета (сірий), травної системи (жовтий), нервової системи (синій), м’язів (червоний) та водної судинної системи (фіолетовий) / © університет Саутгемптона

Ще дивніше те, що в тканинах не виявилося генних структур, пов’язаних з розвитком «тулуба». Тобто, виходить, що в результаті еволюції морські зірки перетворилися в «головоподібних» істот.

Втім, у морських зірок, деякі предки яких химерно виглядають, які збереглися до наших днів у вигляді викопних останків, тулуб, мабуть, все ж був, додав Формері. Це ставить перед вченими масу нових питань, на які планується відповісти в наступних роботах.

Зокрема, фахівці хочуть з’ясувати, чи простежується генетична структура, виявлена у морських зірок, в інших голкошкірих — морських їжаків і морських огірків. Також команда сподівається, що дослідження морських зірок зможуть пролити світло на еволюцію нервової системи тварин, надихнути на інновації в медицині і розширити підходи до боротьби з людськими хворобами.