Эволюция выдумала обход для разнообразия

Эволюция выдумала обход для разнообразия
В любой самой практически безнадежной ситуации, когда на спасение есть лишь один шанс из триллионов невозможностей, эволюция приказывает всему живому выжить и продолжить развитие.
Но по ее законам избежать гибели, переменить, как говорится, уготованную смертельными обстоятельствами судьбу можно только по определенным предначертанным ею путям.
Эта тайна давно уже не дает покоя ученым и деятелям науки, они с незапамятных времен хотят знать не только то, откуда, как и почему являются эти спасительные стежки-дорожки, но и то, как данный выработанный эволюцией буквально чудесный механизм конкретно работает.
Обретя - по историческим меркам не столь и давно - знания про то, что таинство земного живого формировалось в воде, научные спецы фильтруют эту обыкновенную с виду субстанцию вооруженным суперсовременным оборудованием взглядом, в поисках ответа на загадку дифференцируя буквально на микроскопические нюансы состояния пребывающих в ней организмов, и открыли уже много удивительного.
Jevoljucija vydumala obhod dlja raznoobrazija1Jevoljucija vydumala obhod dlja raznoobrazija2К примеру, недавно исследователи экспериментальным путем в серии опытов с актинией Nematostella vectensis (обитающей, согласно Википедии, на юго-восточном побережье Англии, а также у берегов Северной Америки) наглядно продемонстрировала одну из вариаций появления разнообразия «способов развития в ходе эволюции». Результаты экспериментов международной группы ученых с участием сотрудников и выпускников кафедры биологической эволюции МГУ им. М. В. Ломоносова показали, что «при возникновении» практически неодолимых «физических преград» «эмбриональные клетки» идут «в обход» предписанной им предустановленной «программы развития» и используют другие «доступные им способы организации во взрослый организм». Об этом повествуют в своем пересказе изложенных в PNAS результатов их экспериментов «Элементы».


В ходе проведенных экспериментов ученые искусственно изменили обычные, что называется, природные условия развития эмбриона актинии и убедились в том, что это провоцирует альтернативные способы так называемой «гаструляции» (гаструляцией, по разъяснениям Википедии, называется «процесс морфогенетических изменений», при котором образуются зародышевые листки (эктодерма, мезодерма и энтодерма), являющиеся источниками «зачатков тканей и органов»).
Jevoljucija vydumala obhod dlja raznoobrazija3Jevoljucija vydumala obhod dlja raznoobrazija4Исследователи поместили эмбрионы актинии в лишенную ионов кальция и магния воду. В такой искусственно обедненной воде эмбрион обычно рассыпается на отдельные клетки. Если эти рассыпавшиеся клетки возвратить в нормального состава морскую воду – они имеют способность вновь слипаться, формируя так называемые «клеточные агрегаты». Эти агрегаты являют собой элементарный комочек клеток, даже и отдаленно не напоминающий нормальный эмбрион. В том комочке клетки слипаются случайным образом и занимают неправильное - в сравнении с нормальным эмбрионом – положение.
Однако эксперименты исследователей показали, что актиния может формировать и из тех «неправильных» «комочков полноценные жизнеспособные организмы».
Хотя и весь ход их формирования шел необычным путем.
Поначалу экспериментаторы отметили, что «агрегаты из эмбриональных клеток» «не имели разделения на внешний и внутренний зародышевый листки» («клетки, в прошлом принадлежавшие экто- и энтодерме, случайным образом были перемешаны между собой») и даже не просматривалось «никаких признаков оси тела».
Но в итоге актиния явила ученым «поразительную пластичность развития — способность находить иные пути гаструляции для достижения конечного результата (формирования полипа), если обычный путь недоступен».
дополнительные материалы
Что пока еще неподвластно технике

«Кроме того, что этот организм может восстанавливаться из отдельных разлученных клеток, он еще и демонстрирует изменчивость судьбы этих клеток: эктодермальные клетки при необходимости могут преобразовываться в энтодермальные, хотя в обратную сторону это не работает (энтодерма не способна преобразоваться в эктодерму).
Наиболее поразительным и важным результатом ученые считают тот факт, что в измененных условиях (когда отсутствует внутренняя полость) эмбрион развивается альтернативным путем: вместо инвагинации наблюдается комбинация мультиполярной иммиграции (способ гаструляции, когда клетки, которые станут энтодермой, уходят внутрь эмбриона из разных точек поверхности зародыша) и деламинации (способ гаструляции, когда клетки, которые оказались снаружи эмбриона постепенно приобретают свойства эктодермы, а все клетки, которые очутились внутри него, становятся энтодермой). Эти способы гаструляции в норме несвойственны нематостелле,- разъясняется в пересказе.
Jevoljucija vydumala obhod dlja raznoobrazija5Однако другая международная группа ученых с участием отечественных специалистов, как повествует в своем пересказе изложенного в Proceedings of the National Academy of Sciences открытия исследователей «Наука и жизнь, обнаружила и не менее удивительный эволюционный путь выживания живых созданий в условиях дефицита воды.
К примеру, укоренивший на севере Нигерии и Уганды комар, именуемый в научной классификации Polypedilum vanderplanki, в ходе эволюции из-за возникающего от африканской жары дефицита воды приобрел, быть может, еще более поразительные способности, помогающие ему выжить: комар научился погружать свои личинки в состояние так называемого ангидробиоза, при котором тело личинок не просто почти полностью теряет воду и почти все «физиологические процессы» в нем «останавливаются», и взамен воды «ткани личинки насыщаются углеводом трегалозой», коя защищает клетки при обезвоживании. При этом личинка может пребывать в таком положении годы напролет.
Как выяснили ученые, главный виновник таких интересных комариных метаморфоз - белок Hsf, который ранее считался лишь активатором генов теплового шока.
Предназначение данного гена – «включать гены, которые кодируют другие белки». «Для того, чтобы он мог их включать, перед генами в ДНК есть особая последовательность генетических букв, благодаря которой Hsf узнает нужный ген. Садясь на ДНК перед этим самым нужным геном, Hsf помогает сесть сюда же другим белкам, которые читают генетическую информацию, превращают ее в молекулу-посредник РНК, а на РНК уже синтезируются те самые белки, которые помогают справиться со стрессом,- разъясняет пересказ, подчеркивая при этом, что Polypedilum vanderplanki смог в ходе эволюции приспособить сигнальные последовательности в ДНК не только «стоят перед генами теплового шока», но и – «перед генами обезвоживания (среди которых есть и гены, заведующие синтезом водозаменителя трегалозы)».
В результате у этого вида комаров и имеется исключительная способность выживания в жару без воды.
Такие вот пути у эволюции обнаружили ученые.