Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Современная аквариумистика на сайте "Живая вода"




Современная аквариумистика
на сайте "Живая вода"
vitawater.ru


Выпуск # 254 (7 июня 2014 г.)

Здравствуйте, уважаемые аквариумисты и сочувствующие!

В этом выпуске:

1. Новости сайта "Живая вода":
    За период, прошедший со времени последней рассылки, в аквариумной части сайта появились следующие материалы:
    В разделе "Техника для аквариума" появилась статья "Аквариумы и аквариумное оборудование для морской и пресноводной аквариумистики от испанской компании BlauAquaristic".
    В разделе "События" появилась статья "Традиционный день защиты детей в Живой Воде".

    В разделе новостей и интересных фактов рекомендуем прочитать следующие материалы:
    Китайские палеонтологи нашли древнейшего головохоботного червя
    Причина особенностей генома оболочников – детерминированность их эмбрионального развития

    Если у Вас есть замечания или пожелания относительно содержания рассылки, пишите нам. Мы постараемся учесть Ваше мнение. Ведь рассылка делается для Вас!

Оставайтесь с нами!        Anthr



Техника для аквариума

Аквариумы и аквариумное оборудование для морской и пресноводной аквариумистики от испанской компании BlauAquaristic

О компании

    Бренд BLAU AQUARISTIC был создан испанской компанией Barcelona Marine Farm, работающей на рынке морской аквариумистики с 1996 г., в ответ на растущую потребность морских аквариумистов в бренде, который сочетает качество и доступность, и быстро реагирует на последние тенденции и инновации аквариумного мира.
    Продукты BLAU AQUARISTIC изготавливаются из высококачественных современных материалов, которые практичны, эффективны и функциональны. В ассортименте BLAU AQUARISTIC представлены аквариумы и аквариумные комплексы, высококачественные светильники из анодированного алюминия, различное оборудование для морских и пресноводных аквариумов и другие аквариумные продукты.

Аквариумы

    В ассортименте продукции компании представлены как отдельные аквариумы, так и аквариумные комплексы, позволяющие создать у себя дома профессиональную систему для содержания аквариумных рыб, кораллов, креветок, растений и других аквариумных гидробионтов. Аквариумы BLAU AQUARISTIC изготовлены из высококачественного стекла высокой прозрачности, а специально спроектированная мебель без внутренних перегородок позволяет максимально использовать пространство внутри тумбы.
    Морские аквариумные комплексы Blau Open Rbeef и Blau Gran Ccubic комплектуются САМПом и компактной системой слива/возврата, расположенной на задней стенке аквариума. Это решение позволяет отказаться от размещения сливной шахты внутри аквариума, безопаснее в эксплуатации и не занимает полезную площадь. САМП представляет собой внешнюю емкость, напоминающую ещё один аквариум, но оборудованный перегородками, который ставится в тумбу под основным аквариумом, и соединяется с ним в единую систему с помощью шлангов. Емкость предназначена для удобного размещения в ней различного оборудования, необходимого для жизнеобеспечения морского аквариума: пеноотделителя, возвратной помпы, фильтрующих материалов и т.д. Вода непрерывно циркулирует между основным аквариумом и САМПом, тем самым происходит ее очищение.
    BLAU AQUARISTIC производит аквариумные комплексы от 90 до 540 литров, предлагая выбрать оптимальное решение для каждого аквариумиста, а компактный размер морского аквариумного комплекса на 90 л позволяет разместить его практически в любом помещении и наслаждаться красотой моря у себя дома.

Освещение

    Компания BLAU AQUARISTIC с особой тщательностью подошла к вопросу освещения аквариумов. Свет является одним из ключевых компонентов в жизнеобеспечении аквариумной среды. При этом в зависимости от типа среды, которую вы хотите воссоздать – морскую, пресноводную или аквариум-травник – потребуются свои особые условия освещения. Например, нельзя использовать светильник, предназначенный для пресноводного аквариума, в аквариуме с морскими животными. Последние более требовательны к освещению и нуждаются в других цветовых температурах ламп или светодиодов. При несоблюдении условий освещения морские организмы будут испытывать дискомфорт, а в крайних случаях возможна их гибель. Таким же образом освещение для морских аквариумов не подходит для аквариумов-травников, т.к. у растений совершенно другие требования к свету.
    В ассортименте BLAU AQUARISTIC представлены различные варианты светильников, но наибольшего внимания заслуживают светильники серии Lumina. Эти светильники элегантного дизайна, чрезвычайно плоские, изготовлены из специального анодированного алюминия, устойчивого к коррозии. Данная серия представлена диодными светильниками Blau Lumina LED, гибридными светильниками, сочетающими в себе диодное и люминесцентное освещение Blau Lumina Hybrid, люминесцентными светильниками Blau Lumina, комбинированными светильниками, сочетающими в себе металлогалогенное и люминесцентное освещение, Blau Lumina Plus, а также диодными светильниками для наноаквариумов Blau Nano LED.
    Диодные светильники Blau Lumina LED представлены в четырех вариантах исполнения и подходят для любого типа аквариума: морского, рифового, пресноводного и травника. Светильники с полностью программным управлением. У вас будет возможность имитировать природные условия любой географической точки планеты (длину светового дня, интенсивность света, лунный цикл, глубину водного столба, облачность и штормовую погоду), или создать свою специальную комбинацию света с помощью 4-х независимых каналов. Отличительная особенность данных светильников – это модульная система исполнения, то есть если вы сменили направление аквариумистики, то нет необходимости менять весь светильник, достаточно заказать необходимые по цветовой температуре Blau LED платы, и вы в домашних условиях с легкостью превратите светильник из пресноводного в морской или наоборот.
    Для остальных светильников вы можете выбрать необходимые вам лампы Т5, которые в широком ассортименте предлагает компания BLAU AQUARISTIC.

Оборудование и другие аквариумные продукты

    Компания BLAU AQUARISTIC, как эксперт в области морской аквариумистики, предлагает различное оборудование для эксплуатации морских аквариумов: пеноотделительные колонки, реакторы и мешалки, системы автодолива, системы слива и возврата воды, системы фильтрации, также представлены высококачественная фармацевтическая морская соль, биопеллеты, арагонитовый песок.
    Сотрудники компания BLAU AQUARISTIC не забывают и о популярном на сегодняшний день направлении – наноаквариумистике. Вы можете выбрать сам наноаквариум, а также все необходимое оборудование и аксессуары для его правильной эксплуатации, а именно – внутренние навесные нанофильтры, осветительные и нагревательные приборы, системы СО2, высококачественные инструменты.
    Со всей линейкой продуктов BLAU AQUARISTIC вы можете ознакомиться на сайте компании или у официального представителя в вашем регионе.


Статья подготовлена Константином Баруниным, специалистом компании Reef Russia, являющейся эксклюзивным представителем Blau Aquaristic, Barcelona Marine Farm S.L. и Rossmont S.r.l. в России.

Статья иллюстрирована фотографиями.

 Подробнее>>




Новости, интересные факты
ихтиологии и аквариумистики


Китайские палеонтологи нашли древнейшего головохоботного червя

    Палеонтологи обнаружили в Центральном Китае хорошо сохранившиеся останки круглого червя, жившего в начале кембрийского периода – 535 миллионов лет назад. Круглые черви, по современным представлениям, являются близкими родственниками членистоногих. Но кто из них от кого произошел, до сих пор неясно. Новая находка позволяет думать, что этот вопрос не имеет смысла: членистоногие и круглые черви возникли в процессе "кембрийского взрыва" приблизительно одновременно.

    Линяющие животные (Ecdysozoa) – крупнейшая эволюционная ветвь беспозвоночных, насчитывающая больше миллиона современных видов (рис. 1). Тело всех линяющих животных покрыто многослойной кутикулой, содержащей хитин и способной целиком сбрасываться под действием стероидного гормона экдизона (этот процесс и называется линькой). У других животных, покрытых кутикулой, – например, у кольчатых червей – она имеет иной химический состав и сбрасыванию целиком не подлежит. В отличие от многих других беспозвоночных, линяющие животные никогда, ни на каких стадиях развития, не передвигаются с помощью ресничек: их покровы не приспособлены к этому.
    К ветви Ecdysozoa принадлежат, во-первых, членистоногие; во-вторых, родственники членистоногих, имеющие более простые конечности (онихофоры и тихоходки); и в-третьих, несколько довольно разнообразных групп червей. В классической зоологии червей, ныне относимых к Ecdysozoa, было принято называть первичнополостными, или круглыми, червями.
    Самая многочисленная группа круглых червей называется нематоды (в школьную программу, например, только они и вошли). Это червяки с нитевидным телом, обычно довольно мелкие, которые очень широко распространены: они живут и в морях, и в пресных водах, и в почве, и в телах других организмов. Кроме нематод, существуют морские круглые черви, в теле которых выделяется передний выворачивающийся отдел, усаженный кутикулярными шипами; этот отдел называется хоботом, или интровертом (рис. 2). Таковы относительно крупные донные приапулиды и две группы очень мелких червей, живущих между песчинками: киноринхи и лорициферы. И наконец, есть еще волосатики, у которых взрослая форма пресноводная и похожа на нематоду, а личинка паразитическая и имеет типичный интроверт.
    В 1980 году В.В.Малахов предложил объединить приапулид, киноринхов и волосатиков в новый тип Cephalorhyncha – головохоботные. Вскоре в этот тип были включены и лорициферы, открытые в 1983 году. Однако есть зоологи, которые считают, что волосатики ближе к нематодам, чем к другим головохоботным. Группу, включающую приапулид, киноринхов и лорицифер, но не включающую волосатиков, принято называть Scalidophora.
    Уже из перечисления современных Ecdysozoa ясно, что группа эта – не из простых. Родственные связи внутри нее очень запутаны. Непонятно даже, были ли первые Ecdysozoa червеобразными или, наоборот, они с самого начала имели конечности и были похожи на членистоногих. Но в чем исследователи сходятся, так это в том, что головохоботность (наличие интроверта) в любом случае является весьма примитивным для Ecdysozoa состоянием. Иногда шутят, что линяющих с тем же успехом можно было бы назвать хоботными (Proboscidea), если бы это название не было закреплено за отрядом млекопитающих. Вполне вероятно, что отсутствие хобота у членистоногих и у нематод вторично.
    Вот почему так важно четко установить, когда появились первые головохоботные и как они выглядели. "Нащупав" начало соответствующей эволюционной линии, мы получим важную точку опоры для расшифровки истории Ecdysozoa в целом.
    Нельзя сказать, что ископаемых находок головохоботных червей вовсе нет. Наоборот, их немало. Но, как правило, они или все-таки недостаточно древние, или неважно сохранившиеся (например, расплющенные так, что точно восстановить трехмерную форму животного нельзя).
    В этом году группа китайских палеонтологов опубликовала описание очень древнего головохоботного червя из фосфатизированных известняков раннего кембрия провинции Шэньси. Он сохранился достаточно хорошо, чтобы можно было рассмотреть многие детали (рис. 3).
    Тело червя четко делится на туловище и интроверт. Основная часть интроверта усажена загнутыми назад кутикулярными шипами (скалидами); сзади она продолжается в шейную область, переходящую в туловище, а впереди – в частично вывернутую глотку, кутикула которой несет так называемые фарингеальные зубы. Эти фарингеальные зубы окружают рот, расположенный строго на переднем конце тела. Туловище обладает легкой кольчатостью, охватывающей только покровы: внутренние органы не сегментированы.
    Самое примечательное в этом описании – оно полностью подходит к приапулидам, в том числе и к современным. Итак, у китайских палеонтологов обоснованно нет никаких сомнений, что они нашли типичного представителя группы Scalidophora, очень близкого (как минимум) к эволюционному стволу приапулид.
    Тем не менее новая находка имеет несколько признаков, которые однозначно отнести ее к приапулидам не позволяют.
    Прежде всего, этот червь – очень мелкий. Наиболее хорошо сохранившийся образец имеет длину всего лишь 0.85 мм. Правда, сюда не входит задняя часть туловища, которая на этом образце отломана; но все равно длина целого червя была вряд ли намного больше 1 мм. Для приапулид настолько мелкий размер хотя и не исключен, но нетипичен. На киноринхов же и лорицифер (которым такие размеры как раз присущи) новая находка совсем не похожа.
    В чем тут дело? Начало кембрийского периода – это эпоха резкого роста разнообразия многоклеточных животных, именуемого кембрийским взрывом. Многие современные типы беспозвоночных, скорее всего, именно тогда и появились. Так вот, известно, что в первые несколько миллионов лет кембрия эти беспозвоночные – уже довольно многочисленные – были массово представлены мелкими организмами (размером в считанные миллиметры). Эту первую фауну современных многоклеточных называют "мелкораковинной фауной" (small shelly fauna). Вполне возможно, что и эволюция приапулид началась с очень мелких червей, которые потом увеличили размер, сохранив в целом прежнее строение.
    Еще одна особенность вновь открытого головохоботного червя касается симметрии его тела. Приапулиды, как, разумеется, и все черви, двусторонне-симметричные животные. Но при этом их хобот усажен продольными рядами скалид, симметрия расположения которых – самая настоящая лучевая (радиальная). Довольно часто она бывает, например, 25-лучевой. Фарингеальные зубы у таких червей располагаются около рта пятиугольником, так что число всех радиально-симметричных элементов кратно пяти. Это хороший пример того, как несколько типов симметрии могут сосуществовать в теле одного животного. Однако у нового раннекембрийского червя симметрия рядов скалид на хоботе и фарингеальных зубов 18-лучевая, если не считать кольца так называемых венечных скалид, где она становится 12-лучевой. Легко видеть, что эти числа кратны шести, а отнюдь не пяти. Если пятилучевая симметрия характерна в основном именно для приапулид, то элементы шестилучевой симметрии встречаются в покровных структурах и у волосатиков, и у нематод, и у киноринхов, и у лорицифер. Можно предположить, что это более древний и более общий признак.
    Исходя из такого сочетания, китайские палеонтологи придумали для своей находки красивое название – Eopriapulites sphinx. Корень "эо" происходит от греческого Эос – заря; родовое название Eopriapulites означает что-то вроде "приапулида зари". Сфинкс же – это мифическое существо, в облике которого сочетаются черты нескольких разных животных.
    И наконец, для оценки эволюционного значения находки всегда очень важна информация о ее возрасте. Слой известняка, в котором найден эоприапулитес, по последним данным имеет возраст 535 миллионов лет. Что дает нам эта цифра? Кембрийский период начался 542 миллиона лет назад. Практически в самый момент начала кембрия, скорее всего, появились первые настоящие членистоногие. Этот вывод, правда, сделан по косвенным оценкам; первые документальные свидетельства присутствия членистоногих (ископаемые следы) появляются чуть позже – 535 миллионов лет назад. Эоприапулитес имеет точно такой же возраст. Скорее всего, это означает, что эволюционные ветви головохоботных червей и членистоногих оформились одновременно. Сказать, что одна из этих групп произошла от другой, нельзя. Гораздо вероятнее, что и членистоногие, и круглые черви произошли от каких-то древних типов Ecdysozoa, которые сейчас полностью вымерли.

    По материалам: Y.Liu, S.Xiao, T.Shao, J.Broce and H.Zhang. The oldest known priapulid-like scalidophoran animal and its implications for the early evolution of cycloneuralians and ecdysozoans // Evolution & Development. 2014. V. 16. № 3. P. 155–165.

Сергей Ястребов

Статья иллюстрирована фотографиями и схемами.

    Источник: Элементы Большой науки

 Подробнее>>




Причина особенностей генома оболочников – детерминированность их эмбрионального развития

    У животных есть две стратегии эмбрионального развития: регуляционная (судьба клеток вероятностна) и детерминированная, или мозаичная (судьба клеток точно определяется уже на стадии дробления яйца). В типе хордовых развитие обычно регуляционное. Но есть одна ветвь хордовых – оболочники – у которых оно стало мозаичным. Эта эмбриологическая особенность оболочников привела к целому ряду изменений в их геноме: он стал маленьким, многие регуляторные элементы исчезли, некоторые генные кластеры распались, зато появление новых генов ускорилось. Это хороший пример влияния эмбриогенеза на геном в эволюционном масштабе времени.

    Биология – наука, основанная на сравнительном методе. Очевидно, любое сравнение требует, чтобы его объекты были в чём-то схожи, а в чём-то различны. Бессмысленно сравнивать объекты, у которых нет абсолютно ничего общего. Но и почти одинаковые объекты сравнивать трудно. Нужна "золотая середина".
    Этот принцип дает сбой в случае, если какая-нибудь группа организмов эволюционирует или очень быстро, или в очень необычном направлении. Тогда она начинает так резко отличаться от всех своих родственников, что сравнение с ними затрудняется. Именно такая группа, причем довольно большая, есть в типе хордовых. Называется она оболочники.
    Тип хордовых делится на три подтипа: бесчерепные (к ним относится ланцетник), оболочники и позвоночные. Бесчерепных и оболочников иногда объединяют под названием "низшие хордовые". Но на самом деле общего у них мало. Ланцетник – полупрозрачное рыбообразное животное, оболочники же выглядят совершенно иначе. Типичный представитель оболочников – асцидия; это мешковидное морское существо, прикрепленное ко дну. Но у асцидии есть плавающая хвостатая личинка, в хвосте которой проходит настоящая хорда. Кроме того, личинка асцидии имеет нервную систему в виде трубки, что тоже очень характерно для хордовых.
    Другие оболочники – аппендикулярии – отдаленно похожи на личинок асцидий (рис. 1). Они не проходят метаморфоз, не теряют хвост и не превращаются в сидячую донную форму. Скорее всего, аппендикулярии произошли от предков, близких к асцидиям, путем неотении – размножения на личиночной стадии; взрослая стадия при этом исчезла.
    У оболочников очень много уникальных особенностей. Например, своим названием они обязаны наружной оболочке из целлюлозы – полисахарида, который никакие другие животные не способны синтезировать.
    Что касается ланцетника, то он по множеству признаков (и даже внешне) гораздо больше похож на позвоночных, чем на оболочников. Чаще всего биологи полагали, что ланцетник и есть самый близкий родственник позвоночных. Но молекулярно-генетические исследования показали, что это не так. Ближайшими родственниками позвоночных оказались именно оболочники, ланцетник же отошел от общего эволюционного ствола раньше них (рис. 2).
    Такой результат выглядит неожиданно. И сразу возникает вопрос: есть ли в нем какой-нибудь зоологический смысл? Иными словами, существуют ли какие-нибудь немолекулярные признаки, по которым оболочники больше похожи на позвоночных, чем на ланцетника?
    Да, существуют. Например, центральная нервная система личинки оболочников больше похожа на головной и спинной мозг позвоночных, чем на нервную трубку ланцетника, несмотря даже на то, что в ЦНС оболочников очень мало нейронов (у ланцетника около 20 тысяч, а у личинки асцидии всего 330 штук). У оболочников нервная трубка расширяется впереди в некое подобие головного мозга, и хорда не доходит до ее переднего конца. У позвоночных, как известно, головной мозг прекрасно выражен, и хорда (если она сохраняется) до его переднего конца тоже никогда не доходит. А вот у ланцетника переднего расширения нервной трубки нет, а хорда заходит далеко за ее передний конец (отсюда другое название бесчерепных – головохордовые, то есть имеющие хорду в голове).
    Современная биология развития показывает, что в нервной трубке оболочников хорошо выражен регион, соответствующий у позвоночных границе между средним и задним мозгом (midbrain-hindbrain boundary, MHB). Впереди от региона MHB и у ланцетника, и у оболочников, и у позвоночных начинается активность (экспрессия) генов Otx, контролирующих развитие передних отделов мозга. Но для самого региона MHB характерна экспрессия нескольких других генов, относящихся, например, к семействам Pax, Fgf и Wnt. И вот эта экспрессия есть у оболочников и у позвоночных, а у ланцетника не обнаружена. Вероятно, это признак эволюционной ветви, объединяющей оболочников и позвоночных, который у ланцетника не успел возникнуть.
    Но почему же всё-таки оболочники так сильно отличаются от всех других хордовых – как более древних, так и более молодых?
    Известный специалист по низшим хордовым Линда Холланд (Linda Holland), сотрудница Института океанографии в Сан-Диего (Scripps Institution of Oceanography), считает, что пролить свет на этот вопрос могут генетические данные. Геном оболочников сейчас неплохо изучен. Он очень интересен и обладает рядом характерных признаков.
    1. Маленький размер генома. У позвоночных геном обычно измеряется миллиардами пар нуклеотидов (п.н.): например, у человека 3.3 миллиарда п.н., у крокодила 3.2 миллиарда п.н., у кистеперой рыбы латимерии 2.2 миллиарда п.н. У ланцетника размер генома составляет 0.52 миллиарда = 520 миллионов п.н. Геномы оболочников гораздо меньше: у асцидии Ciona intestinalis – всего лишь около 160 миллионов п.н., а у аппендикулярии Oikopleura dioica даже менее 70 миллионов п.н. Это, безусловно, самые маленькие геномы среди хордовых.
    2. Распад Hox-кластера. Гены семейства Hox управляют эмбриональной дифференцировкой разных частей тела многоклеточных животных. У этих генов есть два важных свойства. Во-первых, они обычно размещаются в хромосомах кластерами, то есть плотными группами. И во-вторых, области активности Hox-генов, как правило, расположены вдоль тела животного в том же порядке, в каком расположены сами гены в кластере. Это называется принципом коллинеарности. Например, у ланцетника 15 Hox-генов образуют типичный кластер.
    У асцидии Ciona intestinalis Hox-генов 9, то есть меньше, чем у более примитивного ланцетника; это, видимо, означает, что часть из них вторично потеряна. Но главное, эти 9 генов у асцидии расположены не единым кластером, а пятью отдельными группами (одна группа из 3 генов, две группы по 2 гена и еще два одиночных гена). Это и называется распадом Hox-кластера (рис. 3). У аппендикулярии Oikopleura dioica Hox-генов тоже 9, но они уже все разбросаны поодиночке по разным областям хромосом: распад Hox-кластера дошел до конца, дальше распадаться некуда.
    3. Много новых генов. Сравнительная геномика показывает, что возникновение новых генов у животных – явление, вообще говоря, не такое уж и частое. Чтобы появился новый ген, сначала какой-то уже имеющийся ген должен удвоиться (дупликация), а потом возникшая дополнительная копия должна приобрести новую функцию (неофункционализация). Эти процессы сейчас достаточно детально изучены. Так вот, у оболочников, несмотря на то что их геном – маленький, образование новых генов шло очень активно.
    Например, у аппендикулярий есть уникальные белки – ойкозины, входящие в состав целлюлозных домиков. Последние исследования показали, что разных белков-ойкозинов у аппендикулярии 80 штук (они синтезируются на разных участках поверхности тела). И каждый из них, очевидно, кодируется собственным геном. Самое же интересное, что из этих 80 белков всего 2 имеют хоть какое-то сходство с некоторыми белками асцидий, а происхождение остальных загадочно: они не похожи ни на какие другие белки вообще (см. Hosp et al., 2012. The Evolving Proteome of a Complex Extracellular Matrix, the Oikopleura House). Это – свидетельство чрезвычайно бурной эволюции.
    Другой пример – уже упомянутые гены Otx, продукты которых управляют развитием головного мозга. У ланцетника Otx-ген один. У позвоночных – обычно два. У асцидии Ciona intestinalis – один, как и у ланцетника; скорее всего, это примитивное для хордовых состояние. Но вот у аппендикулярии Oikopleura dioica Otx-генов целых три – больше, чем у позвоночных. В эволюционной линии аппендикулярий произошла независимая дупликация, и не одна.
    Подобных данных накопилось уже много. В частности, известно, что оболочники имеют большое количество уникальных микроРНК – молекул, регулирующих активность генов. Причем еще и разные группы оболочников отличаются друг от друга составом микроРНК достаточно сильно (см. Fu et al., 2008. Altered miRNA Repertoire in the Simplified Chordate, Oikopleura dioica).
    Все это показывает, что геном оболочников, хоть и стал маленьким, эволюционировал исключительно быстро. Как будто какой-то ограничитель скорости эволюции там оказался снят.
    4. Оперонная организация. Опероном называется группа из нескольких соседних генов, которые работают последовательно или совместно и обычно участвуют в какой-то общей функции. Такой способ регуляции активности генов характерен для бактерий. У животных объединение генов в опероны – большая редкость. Но у оболочников оно есть. По имеющимся оценкам, у аппендикулярии в состав оперонов входит четверть всех генов, а у асцидии – даже половина. Кроме оболочников, объединение большого числа генов в опероны есть еще только у нематод, относящихся к круглым червям.
    И тут Линда Холланд задается вопросом: нельзя ли дать этому набору генетических признаков какое-то общее объяснение?
    В современной западной литературе популярен термин "ограничение развития" (developmental constraint). Попросту говоря, ограничение развития – это некий действующий в индивидуальном развитии организма фактор, который позволяет реализоваться одним состояниям этого организма и не позволяет другим. Типичным проявлением такого ограничения является задержка редукции мизинца у птиц. Мизинец – это морфологический признак, с ним дело более или менее ясное. А вот можно ли найти такое ограничение развития, которое будет влиять на эволюцию генома?
    По-видимому, да!
    Характерной чертой как ланцетника, так и позвоночных является регуляционное развитие: такое, при котором судьба каждой клетки зародыша является вероятностной, завися от окружения. Если такой зародыш теряет часть клеток, оставшиеся клетки могут изменить направление дифференцировки и скомпенсировать потерю (это называется эмбриональной регуляцией). Регуляционному развитию противопоставляется мозаичное, когда судьбы клеток заданы с самого начала и не могут быть изменены никакими внешними воздействиями.
    Оболочники в этом плане резко отличаются от других хордовых: их развитие – одно из самых мозаичных во всем животном мире. Особенно ярко это выражено у аппендикулярий (рис. 4).
    Регуляционное развитие требует скоординированной работы большого числа генов, особенно на стадиях, когда закладывается план строения тела (у позвоночных это в первую очередь стадия фарингулы). Это и есть то самое ограничение, которое не позволяет генам меняться как угодно. При переходе к мозаичному развитию это ограничение исчезает, и геномная эволюция получает дополнительные степени свободы. В первом приближении это объясняет и распад кластеров, и быстрое возникновение новых генов, и переход к нехарактерной для животных оперонной организации. У другой группы животных, развитие которых предельно мозаично, – у нематод – все эти признаки тоже отмечены.
    Одновременно геном таких животных начинает терять регуляторные элементы, с помощью которых гены влияют на работу друг друга. Потому он и мал. Известно, например, что консервативных некодирующих последовательностей (conserved non-coding sequence, CNS), роль которых чисто регуляторная, в геноме оболочников, похоже, раз в десять меньше, чем у ланцетника.
    По такой логике следовало бы ожидать, что и у нематод геном окажется очень маленьким. И действительно, у хорошо изученной нематоды Caenorhabditis elegans размер генома – всего-навсего 100 миллионов пар нуклеотидов. Это лишь на треть больше, чем у аппендикулярии, и меньше, чем у асцидии.
    Таким образом, весь набор особенностей генома оболочников получает единое объяснение. Их причина – переход к резко мозаичному типу развития. Это еще один пример того, как тип эмбриогенеза влияет на эволюцию генома.
    Нечего и говорить, что оболочники и нематоды вовсе не родственны друг другу. Они просто независимо выбрали одну и ту же стратегию.
    Известный биолог-эволюционист А.А.Любищев писал в работе, опубликованной еще в 1925 году: "Очевидно, гены образуют не мозаику, а, руководствуясь другим сравнением из обычной жизни, оркестр или хор". Это высказывание часто цитируют. Оно хорошо соответствует, с одной стороны, романтическому представлению о целостности мироздания, а с другой – гигантскому количеству научных данных, показывающих, что гены действительно образуют сложную сеть взаимодействий; недаром в современной биологии есть понятие "генные сети" (gene regulatory networks). Но, как это часто бывает, слишком общее и слишком сильное утверждение оказалось неточным. Если у животных с регуляционным развитием геном – действительно "оркестр", то у оболочников и нематод он больше похож как раз на мозаику. Мы еще раз видим, что главное в механизмах как индивидуального развития, так и эволюции – это их разнообразие.

    По материалам: Linda Z. Holland. Genomics, evolution and development of amphioxus and tunicates: The goldilocks principle // Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution. Published online 24 Mar 2014.

    Сергей Ястребов

Статья иллюстрирована фотографиями и схемами.

    Источник: Элементы Большой науки

 Подробнее>>






Наверх

   
   © Живая Вода, 2001-2014 гг. info9@vitawater.ru


В избранное