Плащевидный дракон демонстрирует характерный большой эректильный воротник. Эта ящерица обычно прижимает оборку к телу, но может расправить ее, чтобы отпугнуть хищников. Исследователи из Женевского университета (UNIGE), Швейцария, и Швейцарского института биоинформатики SIB сообщают в журнале eLife, что предковая эмбриональная жабра эмбриона дракона превращается в шейный карман, который расширяется и складывается, образуя оборку. Затем исследователи продемонстрировали, что этот прочный узор складок возникает из-за механических сил во время однородного роста кожи оборки из-за натяжения, возникающего в результате ее прикрепления к шее и голове.
В «Парке Юрского периода» компьютерный программист Деннис Недри пытается вывезти с острова эмбрионы динозавров контрабандой, но на него нападает и убивает динозавр средних размеров, который натягивает на шею устрашающую оборку. Этот вымышленный динозавр явно вдохновлен реальным животным, известным как «плащеносный дракон», который сегодня живет в северной Австралии и на юге Новой Гвинеи. Эти ящерицы, также известные как Chlamydosaurus kingii, имеют большой диск кожи, который располагается вокруг их головы и шеи. Эта оборка обычно прилегает к телу, но может эффектно расширяться, отпугивая хищников и конкурентов. Складывание левой и правой сторон оборки происходит по трем заранее сформированным гребням. Но остается неясным, какая наследственная структура превратилась в оборку дракона, и как в процессе развития формируются выступы на оборке.
Переработка жабр
Мультидисциплинарная группа под руководством Мишеля Милинковича, профессора кафедры генетики и эволюции факультета естественных наук UNIGE и руководителя группы Швейцарского института биоинформатики SIB, сегодня показывает, что оборки дракона, а также кости и хрящи, поддерживающие его, развиваются из жаберных дуг. Это ряд полос ткани в эмбрионе, которые эволюционировали, чтобы стать жаберными опорами у рыб, и которые теперь дают начало множественным структурам в ухе и шее наземных позвоночных. У большинства видов вторая жаберная дуга в конечном итоге сливается с расположенными за ней дугами. Но у оборчатого дракона эта арка вместо этого продолжает расширяться, что приводит к формированию эффектного оборки дракона. «Эти изменения в развитии жаберных дуг показывают, как эволюция способна «перерабатывать» старые структуры в новые формы, играющие разные роли», - с энтузиазмом говорит Мишель Милинкович.
Механический процесс, а не молекулярно-генетический сигнал
По мере развития оборки лицевая сторона кожи образует три последовательные складки, которые составляют заранее сформированные гребни. Изучая формирование этих гребней, швейцарская команда обнаружила, что они возникают не из-за увеличения роста в местах складок, а из-за физических сил, при которых рост оборки ограничивается ее прикреплением к шее. Это приводит к тому, что верхний слой изгибается, образуя складки оборки. «Затем мы смоделировали этот процесс в компьютерной модели и обнаружили, что можем проследить, как формируются складки на оборках эмбрионов настоящих ящериц», - продолжает Мишель Милинкович.
Эти результаты еще раз доказывают, что физические процессы, а также генетические программы могут формировать ткани и органы во время развития эмбриона.