Почему змеи лишились конечностей
Взглянув на скользящую по тропе змею, трудно представить, что когда-то ее предки носились на четырех лапах. Как и когда они отказались от конечностей, ученые выясняют до сих пор, находя новые подсказки в древних окаменелостях и генах современных рептилий.
Какой образ жизни вели предки современных змей
Палеонтологическая летопись указывает, что змеи начали терять конечности примерно 100–150 млн лет назад. Ученые долго думали, жили они под землей или же утратили конечности, приспосабливаясь к плаванию. Серьезный аргумент в пользу первой версии появился в 2015 году, когда международная группа исследователей обратила внимание на змею Dinilysia patagonica. Этот вид обитал на нашей планете еще в меловой период.
Ученые изучили строение внутреннего уха древней рептилии. Оказалось, что по форме и пропорциям полукружных каналов оно напоминает ухо не водных обитателей, а тех животных, которые активно роют норы. Специалисты пришли к выводу: предки змей начали терять конечности, когда освоили подземный образ жизни. Длинные ноги стали помехой в узких ходах. Поэтому эволюция пошла по пути удлинения тела и поиска новых способов передвижения.
Как именно змеи потеряли конечности
Сегодня у некоторых змей можно найти прямые доказательства их четвероногого прошлого. У удавов и питонов возле клоаки сохранились крошечные костные выступы — рудименты задних конечностей. Эти небольшие отростки, напоминающие зачатки когтей, служат своего рода биологическим паспортом, удостоверяющим родство с ящерицами. У других змей, например ужей и гадюк, даже эти напоминания о ногах полностью исчезли.
Но если внешние изменения заметны невооруженным глазом, то главные тайны скрываются в генетическом коде. В 2023 году исследователи провели масштабный анализ 14 геномов, охватывающих 12 семейств змей. И обнаружили, что у всех изученных видов отсутствуют определенные участки ДНК в гене под названием PTCH1. Этот ген играет ключевую роль в развитии конечностей у позвоночных. Мутации фрагментов ДНК в нем, вероятно, и запустили процесс.
Но потеря конечностей — это сложная цепочка молекулярных событий. В процессе были задействованы и другие участки ДНК, которые управляют развитием зародыша. Один из них — ген Sonic hedgehog. Обычно он запускает формирование зачатков конечностей. Но у змей все пошло иначе.
Профессор Мартин Кон из Университета Флориды, изучая развитие питонов, обнаружил, что у эмбрионов начинают формироваться конечности, но на определенном этапе их развитие останавливается. Эти зачатки либо рассасываются, либо превращаются в те самые рудиментарные коготки, заметные у взрослых особей. Получается, что в процессе эволюции змеи сохранили генетическую память о конечностях, но научились вовремя выключать механизм их полноценного роста.
Какое преимущество дала змеям утрата конечностей
Сегодня, по разным оценкам, на Земле обитает более 4000 видов змей. По числу видов они уступают только своим ближайшим родственникам — ящерицам. Змеи заселили все континенты, исключая Антарктиду, проникли в океаны и поднялись в кроны тропических лесов.
То, что когда-то было вынужденной мерой — отказ от конечностей ради жизни в норах — превратилось в универсальную стратегию выживания. И сегодня, глядя на обтекаемое тело змеи, мы видим результат изящного эволюционного решения, найденного миллионы лет назад.
По материалам iflscience.com.
