Сімсот мільйонів років тому на Землі з’явилася дивовижна, за тогочасними мірками, істота, яка мала верх і низ, перед і зад. Ця адаптація заклала основу будови тіла більшості складних тварин, включно з людиною. Еволюційні біологи з Іспанії виявили понад 7000 груп генів, які походять від цієї двосторонньо-симетричної істоти. Приблизно половина з цих стародавніх генів була згодом використана тваринами для розвитку певних частин організму, перш за все, мозку і репродуктивних тканин.
Команда вчених із Центру геномної регуляції Барселони опублікувала статтю, головною дійовою особою якої став предок багатоклітинних тварин, у яких з’явилася передньо-задня вісь тіла. Істота ця, найімовірніше, мешкала на морському дні і була останнім спільним представником величезної групи двосторонньо-симетричних, або білатеріїв. До неї належать майже 99% усіх описаних видів тварин, пише Phys.org.
Автори статті вивчили 20 різних видів білатеріїв, включно з людиною, акулами, мухами-одноденками, багатоніжками і восьминогами. І встановила, що на сьогодні понад 7000 груп генів можна звести до цього останнього спільного предка білатеріїв. Що цікаво, близько половини стародавніх генів було пристосовано в ході еволюції до інших цілей, хоча стародавні гени зазвичай виконують в організмі фундаментально важливу роботу.
Ретельний аналіз показав, що причина в серії вдалих “помилок копіпасти”, які сталися в процесі еволюції білатеріїв. Приміром, на зорі історії хребетних виникла група тканиноспецифічних генів із випадковою дуплікацією всього геному. Одна копія пішла на забезпечення фундаментальних функцій організму, а друга була використана як сировина для інноваційної еволюції. Такі події різного масштабу постійно відбувалися в історії розвитку білатеріїв.
Зокрема, спеціалізація давніх генів заклала основу для розвитку складної нервової системи. У хребетних, наприклад, учені виявили гени, що відповідають за вироблення мієлінових оболонок навколо нервових клітин. Вони уможливили швидку передачу нервових сигналів. А в людей вони знайшли ген FGF17, який відіграє важливу роль у збереженні когнітивних функцій у старості.
Вивчаючи еволюцію видів на рівні тканин, дослідники показали, що зміни у використанні генів у різних частинах тіла відігравали важливу роль у появі у тварин нових і унікальних властивостей. Іншими словами, коли гени починають діяти в певних тканинах, це призводить до розвитку нових властивостей і здібностей.