exteriorul oamenilor urechile este posibil să fi evoluat din branhiile peștilor preistorici, arată un nou studiu.
Experimentele de editare genetică indică faptul că cartilajul din branhiile de pește a migrat în canalul urechii cu milioane de ani în urmă, în timpul cursului nostru. evoluţie. Mergând chiar mai în urmă, urechile noastre exterioare pot avea rădăcini evolutive în nevertebratele marine antice, cum ar fi crabi potcoavespun oamenii de știință.
Cercetarea aruncă o lumină nouă asupra originilor misterioase ale urechilor externe, care sunt unice pentru mamifere. „Când am început proiectul, originea evolutivă a urechii externe a fost o cutie neagră completă”, coautor al studiului. Gage Crumpun profesor de biologie a celulelor stem și de medicină regenerativă la Universitatea din California de Sud, a spus într-un declaraţie.
Cercetătorii știau deja că urechile noastre medii – fiecare dintre ele se află în spatele timpanului și cuprinde trei oase mici – a apărut din oasele maxilarului a peștilor străvechi. Acest exemplu de evoluție care transformă și reutiliza structurile anatomice „ne-a făcut să ne întrebăm dacă urechea exterioară cartilaginoasă ar fi putut să fi apărut și dintr-o structură ancestrală de pește”, a spus Crump.
Urechile noastre externe și cele ale altor mamifere sunt formate dintr-un subtip de cartilaj numit cartilaj elastic. Este mai flexibil decât fie cartilajul hialin, fie decât fibrocartilajul, care sunt prezente în nasul uman și, respectiv, în discurile dintre vertebrele noastre.
Cheia pentru a urmări originile urechilor externe ale oamenilor la pești a fost descoperirea că cartilajul elastic este prezent și în branhiile de pește. „Când am început studiul, erau foarte puține informații despre dacă cartilajul elastic exista în afara mamiferelor”, a spus Crump.
Cercetătorii au folosit pete de proteine pentru a dezvălui că branhiile peștilor zebra (Danio rerio), somon de Atlantic (Salmo salar) și alte trei specii de pești conțin cartilaj elastic. Speciile sunt toate pești osoși moderni, ceea ce sugerează că cartilajul elastic este o caracteristică generală în acest grup, potrivit studiului, care a fost publicat pe 9 ianuarie în jurnal. Natură.
Apoi, oamenii de știință au testat legătura evolutivă dintre cartilajul elastic din branhiile de pește și urechile externe ale mamiferelor. Cartilajul elastic nu se păstrează bine în fosile, așa că cercetătorii au folosit în schimb indicii moleculare. Ei au căutat elemente de control al genelor numite „amplificatori” – secvențe scurte de ADN care pot activa genele asociate atunci când sunt legate de proteine specifice.
Deoarece potențiatorii genetici sunt foarte specifici țesuturilor, cercetătorii pot detecta cu ușurință unde sunt activi potențiatorii. Pentru a testa dacă activitatea amplificatorului – și, prin urmare, reglarea genelor – este similară în branhiile de pește și urechile externe umane, Crump și colegii săi au introdus potențiatori ai urechii externe umane în genomul peștilor zebra.
Experimentul a declanșat activitate în branhiile peștilor zebră, sugerând o legătură ancestrală între genele din urechile externe umane și branhiile de pește. Apoi, cercetătorii au efectuat experimentul în sens invers: au introdus potențiatori asociați cu branhiile de pește-zebră în genomul șoarecilor și au detectat activitate în urechile exterioare ale șoarecilor.
Printr-o altă serie de experimente cu mormoloci și șopârle anole verzi (Anolis carolinensis), echipa a arătat că amfibienii și reptilele și-au moștenit și structurile branhiilor și urechilor de la pești. La șopârle, activitatea amplificatoare a fost în canalul urechii, ceea ce sugerează că cartilajul elastic a început să migreze de la branhii la urechea exterioară până când reptilele au apărut pe Pământ în urmă cu aproximativ 315 milioane de ani.
„Descoperirile noastre sugerează că elementele unui program ancestral de dezvoltare a branhiilor au fost reutilizate de mai multe ori pe parcursul evoluției vertebratelor pentru a genera diverse structuri branhiale și urechi”, au scris cercetătorii în studiu.
În cele din urmă, echipa a găsit un amplificator în celulele de crab potcoavă care a declanșat activitatea în branhiile peștilor zebră. Crabii potcoavă sunt „fosile vii” care au apărut în urmă cu aproximativ 400 de milioane de ani, iar descoperirea sugerează că urechile noastre exterioare ar putea avea rădăcini evolutive mult mai profunde decât se credea anterior.
Deși sunt necesare mai multe cercetări pentru a confirma cât de adânc se întind aceste rădăcini, „această lucrare oferă un nou capitol în evoluția urechii mamiferelor”, a spus Crump.
Comentarii recente