Утрата анатомических особенностей - частое эволюционное событие. Например, люди и другие человекообразные обезьяны потеряли хвост, а киты - ноги. Наиболее убедительные доказательства исходят от присутствия остатков в окаменелостях. К сожалению, в летописи окаменелостей сохранились преимущественно остатки твердых структур, таких как кости или зубы. Следовательно, разрешение эволюции структур мягких тканей, таких как мышечная или мозговая ткань, требует аналитических методов. Группа исследователей из Института молекулярной клеточной биологии и генетики им. Макса Планка, Института физики сложных систем им. Макса Планка, Коллекции естественной истории Зенкенберга в Дрездене и Музея естественной истории во Франкфурте предлагают новый подход к исследованию эволюции мягких - тканевые структуры, посвященные эволюции семенников у млекопитающих.
Разрешение эволюции структур мягких тканей в решающей степени зависит от точного знания эволюционных отношений между рассматриваемыми видами. Если эти отношения не будут полностью решены, эволюция структур мягких тканей останется неопределенной. Майкл Хиллер, сотрудник двух Институтов Макса Планка и Дрезденского центра системной биологии, говорит: «Вместо того, чтобы непосредственно исследовать структуры мягких тканей, мы проследили эволюцию генов, необходимых для их формирования».
В своем исследовании исследователи использовали в качестве примера опущение яичек. Почти у всех взрослых млекопитающих семенники расположены либо в мошонке, либо в нижней части живота. Но семенники первоначально развиваются глубоко внутри брюшной полости в месте, близком к почкам, как это видно у эмбрионов млекопитающих. Окончательное положение яичка является результатом процесса спуска, который происходит во время развития животного. Однако некоторые африканские виды, такие как слоны, тенреки, золотистые кроты, землеройки-слоны, ламантины и каменные даманы, отличаются от других млекопитающих отсутствием какого-либо спуска и наличием яичек в исходном положении брюшной полости. Остается открытым вопрос, утратили ли эти африканские виды процесс опускания яичек или другие млекопитающие приобрели эту особенность. Томас Леманн из Зенкенберга во Франкфурте добавляет: «Эволюция происхождения яичек вызывает споры, потому что до конца не изучено, как африканские виды связаны с другими млекопитающими».
Нефункциональные гены
"Чтобы разрешить это противоречие, мы проанализировали данные о последовательности ДНК 71 млекопитающего и обнаружили, что эти африканские млекопитающие обладают нефункциональными остатками двух генов, которые строго необходимы для происхождения яичек у других млекопитающих", - объясняет Вираг Шарма, первый автор исследования. Это показывает, что функциональные версии этих генов когда-то присутствовали у предков африканских млекопитающих, у которых сегодня нет потомства яичек. Эти «молекулярные остатки» предполагают, что процесс спуска яичек имел место у предков и впоследствии был утрачен у африканских млекопитающих.
«Важно, что этот вывод остается в силе, несмотря на продолжающиеся споры об эволюционных отношениях между млекопитающими», - объясняет Хайко Штукас из Зенкенберга в Дрездене. «Растущая доступность данных о последовательностях ДНК многих видов предоставляет беспрецедентные возможности для поиска молекулярных остатков и, таким образом, разрешает споры об эволюции других анатомических признаков», - заключает Майкл Хиллер, руководивший исследованием..