Откуда у пауков такие тонкие талии

В ДНК восьминогих охотников обнаружен новый регуляторный ген.

Ученые выяснили, откуда у пауков характерное сужение между переднейчастью тела и брюшком. За их тонкую талию отвечает древний регуляторныйген, который удалось идентифицировать только сейчас. Если его выключить, детеныши пауков остаются круглыми. Существование этого гена также можетперевернуть представление об эволюционной истории членистоногих, о чемкоманда авторов сообщает в PLoS Biology.

В отличие от насекомых, пауки передвигаются на восьми ногах и отличаютсяочень тонкой талией. Она разделяет тело проворных членистоногих на двасегмента - переднюю брюшную часть (prosoma), включающую голову, ибрюшную часть (opisthosoma). Однако ранее было неясно, как появилась этаталия и какие гены отвечают за ее формирование.

Команда Университета Висконсин-Мэдисон, возглавляемая  Эмилией Сеттон, частично восполнила этот пробел в знаниях. Чтобы определить местонахождение характерной паучьей талии в геноме восьминогих существ, исследователи сначала секвенировали те гены, которые активны  на различных стадиях развития эмбрионов тарантула Aphonopelma hentzi.

Сеттон и ее команда обнаружили в передней и задней части брюшкаэмбриона 12 генов с разным уровнем активности, участвующие вформировании талии. Чтобы выяснить, какой из них является решающим, ученые поочередно выключали различные гены в эмбрионах тепличного паука(Parasteatoda tepidariorum) и наблюдали, когда у детенышей пауков появилась талия, а когда нет.

Выяснилось, что формирование талии у пауков запускается геном, структура и функция которого ранее были неизвестны. Сеттон и ее коллеги назвали его waist-less, потому что без его активности у эмбрионов пауков не развивается сужение туловища. Дальнейшие исследования показали, что waist-less - этодревний ген из семейства генов сегментации.

Удивительно, однако, то, что этот ген, несмотря на свой эволюционный возраст, до сих пор не появился у других, хорошо изученных членистоногих: насекомых и ракообразных. По мнению Сеттон и ее коллег, это связано спотерей гена в семейном древе членистоногих: Действительно, предокчленистоногих обладал этим геном и передал его паукам. Однако общийпредок насекомых и ракообразных должен был снова потерять ген "отсутствия

Однако это заставляет усомниться в общепринятых предположениях об эволюции членистоногих. Ведь раньше считалось, что телосложение этой группы животных развивалось лишь за счет незначительных изменений в экспрессии центральных генов. Но открытие гена отсутствия талии показывает, что эта парадигма может быть слишком упрощенной. 

Чтобы узнать больше о биологии развития пауков и членистоногих, исследователи сейчас изучают аналогичный ген у ткачей. Они предполагают, что Iroquois3 отвечает за развитие антеннообразных, изящных ног этихарахнид и может больше рассказать о роли генов сегментации.

Источник: scinexx.de