Спільний пращур людей та всіх плацентарних ссавців був комахоїдом – дослідження

Дослідивши, які ферменти виробляють у своєму організмі різні види ссавців, вчені з Каліфорнійського університету дійшли цікавих висновків щодо життя нашого спільного пращура. 

Розповідь хітинази

Хітин дозволяє комахам вкривати своє тіло міцним зовнішнім скелетом. А хітиназа – це фермент, який дозволяє розм’якшувати цей матеріал. Комахам він необхідний для того, щоб під час росту їм не заважала власна “броня”. Але крім самих комах, хітиназа присутня в безлічі інших тварин.

Коник з хітиновим покривом
Коник з хітиновим покривом. CC0 Public Domain

Наприклад, бактерії, які вражають комах, хоч самі хітином і не вкриті, але виробляють хітиназу для того, аби проникнути крізь хітин до організму якогось жука. Крім того, хітиназу виробляють усі істоти, які харчуються комахами, як плазуни, так і ссавці. Є такий фермент і в нас. Щобільше, крім одного робочого гену, який виробляє хітиназу та дозволяє нам перетравлювати жуків, у геномі людини виявлено ще три неактивних гени.

Будова хітинази
Структура хітинази з насіння ячменю. Джерело: Jag123 at English Wikipedia. [Public domain]
При цьому, кожен із вказаних генів, якби вони працювали, відповідав би за виробництво окремого різновиду хітінази, оскільки це ціла група спеціалізованих речовин. Такий арсенал ферментів для розщеплення хітину вказує на те, що колись комахи відігравали надзвичайно важливу роль у харчуванні наших пращурів.

Кодувальні гени

Щоб перевірити це, дослідники із Каліфорнійського університету вивчили геноми 107 видів ссавців, які належали до різних груп, від миші до кита. Дослідження підтвердило, що представники усіх груп тварин мали пращурів, які були комахоїдними. Орієнтовно, вони жили в мезозойську еру, коли більшість інших екологічних ніш були зайняті архозаврами. По мірі того, як ці ніші почали звільнятися, пращури різних груп ссавців поступово почали втрачати гени, що дозволяють їм розщеплювати хітин.

Східний довгоп’ят (Tarsius tarsier) є приматом, а комахи складають основу його щоденного раціону. Джерело: Stairs & Sparks/Youtube

Загалом у ссавців було виявлено п’ять різних генів, які відповідають за вироблення хітиназ. Але в більшості тварин вони або виявилися неактивними, або остаточно втраченими.

Було також встановлено відповідність між кількістю робочих генів та часткою, яку складають комахи в раціоні тварин. У тих тварин, у яких частка комах у раціоні перевищує 80% (трубкозуби, броненосці), активними виявилися всі п’ять генів. Здається вірогідним, що схожий раціон мав спільний пращур усіх плацентарних ссавців.

Трубкозуб (Orycteropus afer)
Трубкозуб (Orycteropus afer) з малям у Празькому зоопарку. Джерело: Petr Hamerník, Zoo Praha

У бізонів, гібонів та одногорбих верблюдів виявилося по одному робочому гену. А ось у тигрів, носорогів та полярних ведмедів усі вони або втрачені, або не працюють. Усе це здавалося б логічним, якби не панголіни. Ці екзотичні, вкриті пластинами ссавці теж харчуються комахами та термітами. Однак у них виявився робочим усього один ген.

Панґолі́н
Панґолін Темінка (Manis temminckii). Джерело: Masteraah [Public domain]
Дослідники пояснюють це тим, що еволюційна лінія панголінів колись пішла шляхом хижацтва та втратила більшу частину генів, що кодують хітинази. А потім був ще один еволюційний поворот, і панголіни повернулися до поїдання комах.

Найцікавіше в усій цій історії те, що дослідження достатньо вузькоспеціалізованої та екзотичної теми несподівано надало інформацію для роздумів над тим, як відбувалася еволюція різних груп ссавців у минулому, та які екологічні ніші вони займали. Крім того, може виявитися, що наше уявлення про те, як швидко певна група тварин може змінити свою екологічну нішу, також є хибним.

Science Advances (2018), doi: 10.1126/sciadv.aar6478

Повідомити про помилку: підкресліть текст та натисніть CTRL+Enter або
Олександр Бурлака
  • 37 записів
  • 0 дописів
Олександр займається популяризацією науки, веде блоги та працює викладачем у Харківському національному технічному університеті сільського господарства ім. Петра Василенка. Має ступінь кандидата технічних наук.