Исследование показало, как гены рыб помогли развитию пальцев

Международная группа ученых обнаружила, что формирование пальцев у наземных позвоночных происходит благодаря генетической программе, изначально отвечавшей за развитие клоаки у рыб. Исследование, опубликованное 18 сентября 2025 года, опровергает ранее принятую теорию о прямой эволюционной связи между лучами плавников рыб и пальцами наземных животных.

Ученые использовали технологию CRISPR для удаления регуляторных участков ДНК у рыбок данио и обнаружили, что регуляторная область, критически важная для формирования пальцев у мышей, у рыб контролирует развитие клоаки — единого отверстия, через которое происходит выделение и размножение.

Ключевую роль в этом процессе играют гомеобоксные гены (Hox-гены), организованные в кластеры. У млекопитающих имеется четыре кластера Hox-генов, каждый из которых кодирует около 10 отдельных гомеобоксных белков. Исследователи показали, что гены Hoxa13 и Hoxd13, необходимые для формирования пальцев у мышей, также важны для правильного развития пищеварительной и мочеполовой систем.

Анализ ДНК различных видов, включая панцирную щуку, подтвердил, что регуляторные участки, контролирующие развитие клоаки, присутствовали у общего предка рыб и наземных позвоночных. Однако активация этих генов в конечностях произошла позже, когда генетическая программа клоаки была «заимствована» и применена в развивающихся конечностях.

Интересно, что у рыб данио совершенно другая генетическая программа активирует те же самые гены при формировании лучей плавников. Это указывает на то, что эволюция пальцев шла более сложным путем, чем предполагалось ранее, и включала перепрограммирование существующих генетических сетей для новых функций.

Данное открытие демонстрирует, как эволюция часто действует через перепрофилирование существующих генетических механизмов, а не создание полностью новых систем, и подчеркивает важность тщательной проверки даже самых логичных научных гипотез.

Источник: Ars Technica