Раскрыто происхождение челюстей позвоночных из жабр

Ученые Университета Южной Калифорнии и Кембриджского университета раскрыли происхождение челюстей у позвоночных животных. Согласно результатам исследования, опубликованного в журнале eLife, они возникли из жабр древних рыб.

У рыб челюсти имеют общее эмбриональное происхождение с жабрами. Во время развития челюсти и жабры возникают из эмбриональных структур, называемых жаберными дугами. Первая из этих дуг называется нижнечелюстной, поскольку дает начало челюстям, а дополнительные дуги развиваются в жабры. Есть также анатомические сходства: жабры поддерживаются верхней и нижней костями, которые можно рассматривать как аналоги верхней и нижней челюстей. Однако гипотеза, что челюсть эволюционировала из жабр, до сих пор остается спорной.

Почти все рыбы обладают крошечной анатомической структурой, называемой псевдобранхией, которая напоминает рудиментарную жабру. Однако эмбриональное происхождение данной структуры было неопределенным. Ученые использовали методы визуализации для отслеживания судьбы эмбриональных клеток у рыбок данио и показали, что псевдобранхия происходит из нижнечелюстной дуги, которая дает начало челюсти. Кроме того, многие гены и регуляторные механизмы управляют развитием как псевдобранхий, так и жабр.

По словам ученых, это означает, что структуры, возникающие из нижнечелюстной дуги — псевдобранхии и челюсти — могли взять начало из жабр, которые были изменены в течение долгой эволюции. Известно, что скаты, относящиеся к совершенно другому эволюционному классу челюстных позвоночных (хрящевые рыбы), также имеют пседобранхии. Таким образом, псевдобранхии присутствовали у последнего общего предка всех челюстных позвоночных. Вместе все это представляет доказательство классической теории, что жаберная структура превратилась в челюсть позвоночных.