Профессор Мари Кмита (Marie Kmita) и ее коллеги из Монреальского университета (Канада) решили разобраться, почему у человека и позвоночных именно по пять пальцев на руках и ногах. Они выяснили, что за различия в развитии конечностей у водных и «сухопутных» животных отвечают различия в деятельности всего одного гена. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature, а их краткое изложение представляет портал Science Daily.
Известно, что наши конечности эволюционировали из плавников. Эволюция, которая привела к появлению членов и, в частности, к возникновению пальцев у позвоночных, отражает изменения скелета, связанные с переменой среды обитания — переходом от водной среды к жизни на суше.
Совсем недавно — в августе этого года — исследователь из Чикаго, профессор Нил Шубин и его команда, показали, что два гена — hoxa13 и hoxd13 — ответственны за формирование лучей плавников и наших пальцев. «Этот результат очень интересен, потому что он четко устанавливает молекулярную связь между лучами плавников и пальцами», — сказал Ясин Херджемил (Yacine Kherdjemil), докторант в лаборатории Марии Кмиты и первый автор статьи.
Тем не менее, переход от плавников к рукам и ногам не происходил одномоментно. Ископаемые останки указывают на то, что наши далекие предки были многопалыми, а это означает, что у них было больше, чем пять пальцев. Вопрос, почему же у нас в итоге их именно пять.
В ходе лабораторных экспериментов авторы исследования обратили внимание на то, что во время роста эмбрионов мыши и человека гены hoxa11 и hoxa13 активируют рост лишь отдельных областей зачатков конечностей, в то время как у рыб эти гены активируются в перекрывающихся областях, что ведет к развитию плавников.
Пытаясь понять значение этого различия, ученые показали, что при воспроизведении рыбьего типа гена hoxa11 у мышей, они развивают до семи пальцев на каждой лапе, то есть, образно говоря, возвращаются к исконному облику. Мари Кмита также обнаружила последовательность ДНК, ответственную за переход между рыбьим и мышиным типом регулирования для гена hoxa11. «Мы предполагаем, что это значительное морфологическое изменение произошло не за счет приобретения новых генов, но изменения их деятельности», — сказал исследователь.
С медицинской точки зрения, это открытие подтверждает гипотезу, согласно которой пороки развития в период внутриутробного развития происходят не только из-за мутаций в генах, но и за счет изменения работы последовательностей ДНК, известных как регуляторные последовательности.
«В настоящее время технические ограничения не позволяют идентифицировать этот тип мутации непосредственно у пациентов, поэтому важно проведение фундаментальных исследований с использованием животных», — рассказала профессор Кмита.
Источник: Научная Россия
Дальнейшее улучшение медицины не будет увеличивать среднюю продолжительность жизни бесконечно – предел возраста человека, скорее всего, составляет около 100 лет, при достижении которого смертность резко растет вне зависимости от всех внешних факторов, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Nature.
Типичная продолжительность человеческой жизни не является неким постоянным значением – до рождения цивилизации она составляла от 20 до 30 лет и затем неуклонно росла по мере развития науки и медицины. Сегодня люди живут больше 60 лет в большинстве стран мира, и свыше 80 лет – в Японии и в других развитых государствах с высоким качеством жизни и первоклассной медициной.
Ян Вийг (Jan Vijg) и его коллеги из университета Нью-Йорка(США), как и многие другие ученые, задумались над тем, как долго может продолжаться этот процесс, и существует ли некий максимальный возраст, при достижении которого люди начинают неизбежно умирать, несмотря на весь прогресс в медицине и технике.
Сколько веревке не виться…
Как отмечают ученые, эта идея справедлива для большинства животных – почти все млекопитающие доживают до определенного возраста. Его перешагивают крайне небольшое число особей, большая часть которых умирает через несколько лет после достижения и пересечения этого "предела жизни". С человеком ситуация сложнее, так как есть свидетельства и в пользу, и против этой гипотезы.
Для проверки так ли это на самом деле, Вийг и его коллеги придумали оригинальную методику анализа данных по смертности, которые собирались за последние сто лет. Их интересовало не собственно количество смертей людей в определенном возрасте, а то, где происходит наиболее заметный спад в числе умерших людей при сравнении данных более ранних и более поздних лет.
Если предела жизни нет, то этот "горб выживания", как называют его ученые, будет плавно и постоянно двигаться в сторону более пожилого возраста. Если же он существует, то данный "горб" остановится на определенной точке, и не будет двигаться дальше.
Руководствуясь этой идеей, группа Вийга проанализировала то, как менялась смертность в Франции, Японии, США и Великобритании в последние 40 лет, обращая особое внимание на то, в каком возрасте умирали самые долгоживущие люди в этих государствах.
Их анализ показал, что "горб выживания" постепенно двигался в сторону более зрелых лет до середины 1980 годов, после чего его рост прекратился. В свою очередь, максимальный возраст людей, умиравших в тот или иной год, не только не вырос, а заметно упал в последние 20 лет после смерти самой старой жительницы планеты, Жанны Кальман, умершей в возрасте 122 года в 1997 году.
… все равно конец будет
В целом, ученые оценивают ежегодную вероятность того, что хотя бы один человек достигнет возраста в 125 лет и только потом умрет, в 1 шанс из 10000 попыток.
Столь низкая вероятность, как отмечают Вийг и его коллеги, говорит о том, что предел жизни человека существует и что он примерно равен, как показывают их расчеты, ста годам. Можно говорить, что человечество уже достигло своего предела, перешагнуть который оно самостоятельно не сможет без искусственного вмешательства в жизнедеятельность.
"Дальнейшие успехи в борьбе с болезнями, скорее всего, увеличат среднюю продолжительность жизни, но не максимальную длину жизни человека. Возможно, что будущие прорывы в медицине продлят жизнь человека за эти пределы, но им придется подавить или преодолеть влияние множества генетических факторов, отмеряющих наш срок на Земле. Возможно, что ресурсы, которые мы сейчас тратим на продление жизни, следует использовать на продление здоровья – то, как долго пожилые люди остаются в добром здравии", — объясняет Вийг.
Означает ли это, что существует некая генетическая программа старения, запрограммированная эволюцией? Авторы статьи отмечают, что подобный исход маловероятен, так как наши предки и все остальные животные умирали и умирают гораздо раньше, чем наступает старость. Это делает подобный "часовой механизм" бессмысленным, заключают ученые.
Источник: РИА Новости
Научная | классификация |
Без ранга: | Вторичноротые (Deuterostomia) |
Тип: | Хордовые (Chordata) |
Подтип: | Позвоночные (Vertebrata) |
Инфратип: |
Челюстноротые (Ghathostomata) |
Надкласс: |
Четвероногие (Tetrapoda) Рыбы (Pisces) |
Оглавление |
|
1. |
Общие сведения о Челюстноротых животных |
2. |
Происхождение Челюстноротых животных |
3. |
Классификация Челюстноротых животных |
Челюстноротые (Gnathostomata)Челюстноро́тые (лат. Gnathostomata) — один из инфратипов (групп) Позвоночных животных, включающий в себя около 60 000 видов. В отличае от Бесчелюстных, представители данного инфратипа характерны наличием противопоставленных челюстей развившихся из жаберных дуг, а так-же, за исключением последующей редукции у некоторых животных - наличием зубов, парных конечностей, третьим (горизонтальным) и полукруглым каналом внутреннего уха. На клеточном уровне представители Челюстноротых имеют адаптивную имунную систему и миелиновое покрытие нейронов [1]. Самыми примитивными челюстноротыми являются рыбы.
Акантониды силура-девонаПервые представители Челюстноротых, появились в ордовике 462 млн. лет назад и относились к надклассу рыб. Вплоть до девона, на протяжении почти 100 млн лет им приходилось конкурировать с обитавшими в те временами Бесчелюстными рыбами [2]. В конце силура - начале девона пресноводные рыбы были многочисленны и разнообразны.
На сушу первые представители данной группы начали выходить в позднем девоне, около 380 млн лет назад в дальнейшем дав начало современным амфибиям, рептилиям и млекопитающим.
Челюстноротые животные разделяют на два надкласса: Рыб (Pisces) и Четвероногих (Tetrapoda). Однако из-за того, что исторически последние являются частью первых, рыбы не могут считаться монофилетическим таксоном. Поэтому Рыбы являются законным таксоном в рамках эволюционной таксономии (где допускается использование парафилетических таксонов) и не признаются как естественная группа в рамках кладистики.
Более точно эволюционно-исторические отношения челюстноротых могут быть описаны совокупностью следующих трёх кладограмм (для ясности в них добавлены явные указания, в какие именно группы следует включать четвероногих):
Gnathostomata |
|
||||||||||||||||||
Osteichthyes |
|
||||||
Sarcopterygii |
|
||||||||||||
Появление челюстейНе смотря на это, даже при таком подходе не удалось описать точную филогению четвероногих: опущен целый ряд ископаемых форм, стоящих в эволюционном отношении ближе к Tetrapoda, чем к современным Dipnoi (в частности, роды Tinirau, Panderichthys, Tiktaalik, Elpistostege).
Переходя к общей характеристике челюстноротых, заметим, что их название чётко соответствует важному эволюционному приобретению этих животных по сравнению с бесчелюстными: их рот вооружён подвижными челюстями. Во внутреннем ухе имеется уже три полукружных канала, а не два, как у бесчелюстных. Челюстноротые способны к энергичным передвижениям, к активному захватыванию найденной пищи.
/ | \ | |
Четвероногие | Рыбы | - Надкласс |
Источники: | 1. | Википедия |
2. | Википедия |
Научная | классификация |
Без ранга: | Вторичноротые (Deuterostomia) |
Тип: | Хордовые (Chordata) |
Подтип: | Позвоночные (Vertebrata) |
Инфратип: |
Челюстноротые (Ghathostomata) |
Надкласс: |
Четвероногие (Tetrapoda) |
Класс: |
Млекопитающие (Mammalia) |
Подкласс: |
Звери (Teria) |
Инфракласс: | Плацентарные (Eutheria) |
Надотряд: | Эуархонтогли́ры (Euarchontoglires) |
Грандотряд: | Эуархонты (Euarchonta) |
Миротряд: | Приматообразные (Primatomorpha) |
Отряд: | Приматы (Primates) |
Подотряд: | Сухоносые приматы (Haplorhini) |
Инфраотряд: |
Обезьянообразные (Simiiformes) Долгопятообразные (Tarsiiformes) |
|
|
![]() |
Представители двух инфраотрядов Сухоносых примат - Обезьянообразных и ДолгопятообразныхСухоносые приматы (лат. Haplorhini) – один из двух подотрядов Примат. Основным отличаем представителей данного подотряда является сухой нос и менее развитое чувство обоняния. Другими отличиями являются противопоставленный большой палец, и отсутствие удлинённого когтя используемого у мокроносых примат для чистки шерсти. Как правило, у сухоносых примат чаще всего рождается один детёныш. В целом представители данного подотряда считаются более развитыми в эволюционном отношении. У них лучше развита мимика лица и более развит мозг.
Филогенетическое дерево Сухоносых примат (хронограмма). Цифры показывают ориентировочное время расхождения филогенетических групп (млн лет) по данным молекулярной филогенетики. Кроме человека, представители этого подотряда обитают в тропических, субтропических регионах Америки, Африки (исключение Мадагаскар), Гибралтаре, а также Южной и Восточной Азиив плоть до Японии.
Предположительно, что разделение отряда Примат на несколько подотрядов произошло в палеоцене около 65 млн. лет назад. Древнейшие из известных представителей этого подотряда тейярдина и архицебус датируются началом эоценом 55 млн. лет назад.
Подотряд Сухоносых примат делится на два инфраотряда – Долгопятообразные (Tarsiiformes) и Обезьянообразные (Simiiformes). Первый сейчас представлен одним дошедшим до нас семейством Долгопятовые (Tarsiidae) и вымершим † Омомииды (Omomyidae). Второй делится на два парвотряда - Широконосые (Platyrrhini) и Узконосые (Catarrhini), которые в свою очередь разделяются на 7 семейств. Всего в подотряде Сухоносых примат насчитывается около 248 видов разделённых на 8 семейств.
/ | \ | |
Обезьянообразные | Долгопятообразные | - Инфраотряд |
Источники: | 1. | Википедия |
2. | Википедия | |
3. | Википедия |
25-02-2013 Просмотров:13121 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Отличительная черта фотосинтеза в растениях — расщепление воды и производство кислорода. Но некоторые группы бактерий занимаются фотосинтезом, не вырабатывая кислорода: окисляя железо, например. Эволюционные биологи полагают, что эти формы фотосинтеза...
23-12-2016 Просмотров:6083 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Биологи пересчитали насекомых, которых проносятся в небе над нашими головами. Оказалось, что по своей совокупной биомассе они оставляют позади даже перелетных птиц. К такому выводу пришли китайские и британские ученые, чья...
27-05-2014 Просмотров:8041 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Новый вид ящерицы Alopoglossus viridiceps, найденный в тропических Андах, в Эквадоре, уникален. У нее яркий окрас : изумрудная голова и ярко-оранжевый живот, сообщает National Geographic . Alopoglossus viridicepsИсследователи случайно встретили рептилию во время...
12-06-2013 Просмотров:11438 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей
Прошли те времена, когда способность моделировать чужое психическое состояние считалась исключительно человеческой. Под этим понимают умение воспринимать чужие мысли и чувства как свои, осознавать чужие мотивы поступков, чужие переживания и...
02-03-2016 Просмотров:7320 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Необычная кость молодого абелизавра, крупного плотоядного динозавра из Африки, помогла ученым выяснить, что эти ящеры не уступали в размерах крупнейшим хищникам того времени – спинозаврам и кархарадонтозаврам, достигая девяти метров в длину и массы в две тонны,...
Панцирные динозавры, тело которых было защищено массивной костяной броней, воспринимаются обычно как малоподвижные и неповоротливые увальни. Новое исследование венгерских палеонтологов заставляет предположить, что в случае необходимости европейские представители этой группы…
В штате Массачусетс ученые нашли отпечаток насекомого подкласса крылатых насекомых. Возраст находки составил 312 млн. лет. Это древнейшее известное на настоящий момент насекомое, способное летать. Доктору Ричарду Кнехту (Richard J. Knecht)…
Крошечную, но очень темпераментную амфибию обнаружили ученые в раннемеловых отложениях Британии. Древнее хвостатое земноводное, похоже, отличалось задиристым характером, из-за которого даже получило при жизни перелом челюстных костей. Wesserpeton evansae Новое животное, получившее…
Палеонтологи обнаружили в провинции Ляонин останки небольшого ящера с необычно коротким оперением, жившего на территории Китая 156 миллионов лет назад, что свидетельствует в пользу многообразия видов оперения среди динозавров уже…
Микробиологи установили, что бактерии могут координировать свои действия подобно нервным клеткам в мозгу. Открытие заставляет пересмотреть взгляд на бактерий как на одиночек, не способных к сложной коммуникации. Bacillus subtilisОб этом говорится…
Максимальное сближение состоялось в 14,54 мкв. Расстояние до Плутона min 12 500 км Удаленность от Земли >4,771 млрд км Угловой размер Плутона max 1º40' Звездная величина Солнца с НГ -19,1м Сигнал идет до Земли 4ч 25м 17с Скорость относительно Плутона 13,77 км/с Скорость…
Афалина (большой дельфин) использует слуховую (или звукоотражательную) информацию для общения в водной среде, и многие исследования описывали эти их эхолокационные способности. Однако, проводилось совсем немного системных исследований их визуального восприятия мира. АфалиныУченые из Университета…
Чтобы удержаться на вертикальной поверхности, у птицеедов есть дополнительные паутинные органы на лапках ног, которые включаются в моменты особой неустойчивости. Чилийский розовый птицеед Grammostola rosea (фото Grazzybear)У героя комиксов Человека-паука паутина…
Денис Хенинг (Dennis Höning) и Тилман Шпон (Tilman Spohn) из Германского аэрокосмического центра при Института планетологии в Берлине создали модель эволюции планеты с учетом влияния живых организмов на размер континентов…