Древние мышцы рептилий обнаружены в эмбрионах человека

Новое исследование изображений изучило развитие мышц конечностей у эмбрионов в первые недели беременности. Исследование показало, что подобные ящерице мускулы временно развиваются, прежде, чем в конечном счете исчезнуть при рождении. Предполагается, что эти дополнительные рептильные мышцы представляют собой отдаленные следы нашей эволюционной истории.

В области биологической науки атавизм — это древняя черта, которую можно увидеть в современном организме. Возможно, самый известный человеческий атавизм — это временное присутствие хвоста. В течение очень короткого времени, находясь в утробе матери, у плода развивается хвост, но к восьмой неделе беременности этот хвост, как правило, исчезает, и его временное существование является признаком нашей древней исконной формы.

Благодаря технологическим достижениям, эволюционные биологи теперь могут отслеживать развитие плода человека с беспрецедентными подробностями.

«Раньше у нас было больше понимания раннего развития рыб, лягушек, кур и мышей, чем нашего собственного вида, но новые методы позволяют нам увидеть развитие человека гораздо более подробно», — объясняет Руи Диого, ведущий автор нового исследования от университета Говарда.

Ученые исследовали ряд 3D-изображений, отслеживающих развитие эмбрионов между седьмой и 13-й неделями беременности. Особое внимание было уделено развитию мышц рук и ног. Поразительно, что исследователи обнаружили, что к седьмой неделе беременности у каждой конечности есть 30 отдельных мышц. К 13 неделе это число сократилось примерно до 20 отдельных мышц, причем некоторые из этих атавистических мышц либо сливаются с другими, либо просто деградируют и полностью исчезают.

«Что удивительно, так это то, что мы наблюдали различные мышцы, которые никогда не были описаны при внутриутробном развитии человека, и что некоторые из этих атавистических мышц были замечены даже у плодов возрастом 11,5 недель, что поразительно поздно для развития атавизмов», — говорит Руи Диого.

Это новое открытие, безусловно, поднимает немало вопросов, на которые должны будут ответить будущие исследования. Небольшой размер выборки исследования, всего 15 младенцев, означает, что необходима дополнительная проверка в больших наборах данных, прежде чем можно будет сделать вывод, что это универсальный процесс развития. Также неясно, что именно происходит с этими мышцами, чтобы они в конечном итоге исчезли.

Гипотеза о том, что они являются атавистическими мышцами, указывает на эволюционное расхождение около 250 миллионов лет назад. Никаких следов этих специфических мышц не может быть найдено ни у одного живого здорового взрослого индивидуума, но эти дополнительные мышцы конечностей могут быть идентифицированы у некоторых рептилий, таких как ящерицы с ультрагибкими ногами.

Руи Диого отмечает, что в очень редких случаях эти мышцы можно обнаружить у взрослых людей. Иногда они обнаруживаются у здоровых взрослых без каких-либо заметных эффектов, но в других случаях их можно напрямую идентифицировать как результат врожденных пороков развития.

«Это подтверждает идею о том, что как вариации мышц, так и патологии могут быть связаны с задержкой или остановкой эмбрионального развития, в данном случае, возможно, с задержкой или уменьшением апоптоза мышц, и помогает объяснить, почему эти мышцы иногда обнаруживаются у взрослых людей. Это замечательный, мощный пример эволюции в действии».

Новое исследование было опубликовано в журнале Development.