Японские ученые нашли ответ на вопрос, почему одни птицы парят в небе, а другие, такие как австралийские эму, навсегда прикованы к земле. Ключевое различие кроется в строении скелета, а именно в наличии киля — особого костного выроста на грудине, к которому крепятся мощные летательные мышцы. Биологи установили, что нелетающие птицы просто не успевают отрастить эту важную деталь скелета в процессе формирования. Исследователи из Университета Кюсю (Япония) доказали, что причина этого кроется не в отсутствии каких-то специфических «генов полета», а в уникальном механизме биологического таймера, который отключает рост кости на ранней стадии. Исследование опубликовали в журнале Nature Communications. 

Почему развитие киля останавливается

Сравнив эмбрионы обычных кур и эму, биологи обнаружили сходство: на начальных этапах развития обе птицы выглядят практически идентично, и их скелеты начинают формироваться по одной схеме. Однако в определенный момент пути развития расходятся из-за трансформирующего фактора роста. 

У кур этот процесс длится дольше, позволяя клеткам грудины активно делиться и формировать полноценный киль. У эму же молекулярный таймер срабатывает раньше, клетки преждевременно превращаются в хрящи, и рост кости прекращается, лишая птицу физической возможности летать.

Что такое гетерохрония

Ученые называют это явление гетерохронией — ситуацией, когда даже незначительный сдвиг во времени развития приводит к колоссальным анатомическим изменениям. Несмотря на то что куры и эму имели общего предка около 100 миллионов лет назад, всего пара лишних стадий активности одного белка определила судьбу целых видов. 

Результаты этого исследования имеют значение не только для биологии, но и для современной медицины. Изучение того, как именно фактор роста влияет на клетки грудины, может помочь ученым в лечении врожденных деформаций грудной клетки у людей, которые возникают из-за схожих нарушений в делении клеток. 

Дальнейшие работы специалистов будут направлены на поиск конкретных участков ДНК, которые управляют этим «таймером». Понимание того, как скелет адаптируется к окружающей среде, помогает лучше осознать, как животные двигаются и выживают.