Рот и анус (читать вслух!)

Решённый биологией вопрос о происхождении рта и ануса может быть пересмотрен. Хотя считается, что человеческий анус – это мигрировавший в ходе эволюции рот, при его появлении почему-то активируются совсем не те гены, что должны были бы. Возможно, всё деление животных по признаку происхождения этих органов бессмысленно.

Происхождение отдельных органов или систем животных – вопрос не только любознательности, но и практического интереса: проследив эволюцию, можно предположить, какие проблемы и болезни подстерегают, к примеру, ухо или глаз. С другой стороны, ученые не останавливаются в попытках использовать обнаруженные закономерности в медицине или, например, в спорте.

Впрочем, «необходимость» уточнения большинства эволюционных вопросов остается исключительно на совести ученых, уже несколько веков склоняющихся над тушками препарированных животных с линейками, а в последнее время всё чаще детализирующих их геномы.

Теперь генетика добралась и до вопроса о происхождении рта и ануса.

Людям, можно сказать, повезло – за редкими исключениями, нам не приходится, как первым многоклеточным, выводить непереваренные остатки пищи тем же путем, каким еда попала в организм. Этот «ротоанус», который биологи всё-таки предпочитают называть ротовым отверстием, возник ещё у кишечнополостных и был окружён щупальцами. Примерно так же обстоят дела и у плоских червей, кишка которых слепо замкнута. А вот хордовые или, к примеру, круглые черви имеют прекрасную возможность пропускать пищу через себя насквозь.

Современные представления об эволюции бластопора. Ранние стадии эмбрионального развития некоторых групп билатерально-симметричных животных. Красным цветом выделен бластопор и его превращения у иглокожих, ресничных и кольчатых червей в брюшную сторону, а у хордовых - в спинную. // В.В.Малахов/ «Природа»

Вопрос о происхождении рта и ануса – совсем не праздный. Для ученых ответ на него исключительно важен, ведь на основании этого признака всех двустороннесимметричных животных разделяют на две большие группы: первичноротых и вторичноротых. У первых и рот, и анус образуются из бластопора – складки, появляющейся у зародыша на стадии гаструлы; при этом у самых примитивных рот и анус – вообще одно и то же. У вторых, к которым, кстати, относится и человек, на месте бластопора сначала возникает лишь анус, а рот появляется позднее и из других участков эмбриона.

Так что, с позиции кишечнополостных, мы испражняемся через рот, а едим вообще непонятно через какое место.

Возможно, Марка Мартиндейла и Андреаса Хейноля из Гавайского университета не устраивала эта точка зрения. А может, они просто искали научную истину. Так или иначе, двое гавайцев попытались с помощью генетики опровергнуть традиционную теорию совместного происхождения ротового и анального отверстий. Чтобы разрешить загадку, ученые прибегли к традиционному трюку, выудив из водоема очередной малоизученный вид, занимающий очередное «промежуточное» положение на эволюционном древе.

На этот раз выловлен был Convolutriloba longifissura, которого долгие годы относили к плоским червям. На самом деле плоским червем он не является, а относится к акоэлеморфам – одной из самых примитивных групп среди двустороннесимметричных животных. «Независимость» от плоских червей ему подарили лишь недавно, заметив, что черви, в отличие от акоэля, обладают развитым кишечником.

Теперь акоэль станет ещё и очень популярным – не каждому животному доводится пролить свет на вопрос «откуда берутся рот и анус?».

Хотя у этого пожирателя ила и планктона нет ни кишечника, ни клеток, его выстилающих, ротовое отверстие на брюшной стороне всё-таки имеется. И в процессе его формирования задействуется группа генов bra, легко идентифицируемых и у других животных. Те же гены Мартиндейл и Хейноль нашли в клетках вокруг ротового отверстия и первичноротых, и вторичноротых. А вот рядом с зарождающимся анальным отверстием ни у тех, ни у других признаков активности этих генов не нашлось. Не было найдено и следов других внутриклеточных факторов, активных у акоэля на момент появления рта.

Тем самым биологи поставили под сомнение общепринятые теории происхождения рта и ануса и у первично-, и у вторичноротых.

Ведь если бы у первичноротых эти отверстия возникли на концах одной и той же складки, то на одной из стадий её развития у них должно было быть что-то общее. И тем более что-то похожее должно было быть обнаружено у хордовых, у которых анус до сих пор считался мигрировавшим на конец тела ртом.

Тем не менее, нашлось отверстие, родственное ротовому с точки зрения генетики, – им стал гонопор, со временем превращающийся в протоки половых путей.

Сами авторы публикации в Nature пока осторожно называют свое открытие «гипотезой». Никогда нельзя дать гарантии, что были исследованы абсолютно все группы относящихся к делу генов, и могут обнаружиться другие, более весомые аргументы в поддержку старых теорий. Кроме того, всегда можно перерисовать эволюционное древо, поместив акоэля куда-нибудь «в сторону» – тогда сравнивать его с первично- и вторичноротыми будет попросту бессмысленно.

А пока ученым предстоит выяснить, насколько корректно вообще употреблять эти термины, ведь если никакой связи между ртом и анусом нет, непонятно, на основании чего вообще выделять две эти группы.