Nature Communications: Выяснилось, почему у эму неправильные крылья

Учёные выяснили, как у эму укорачиваются и асимметрично срастаются кости крыльев. Это происходит из-за отсутствия мышечной ткани в дистальных отделах крыльев, что приводит к недостаточной механической нагрузке.

Команда обнаружила мышечные прогениторные клетки, которые имеют двойную идентичность: они обладают характеристиками как миогенных клеток, происходящих из сомита, так и клеток мезодермы боковой пластинки. Эти клетки погибают во время развития мышц, предотвращая формирование дистальных мышц.

Исследование объясняет, как различия в эмбриональном и фетальном движении влияют на морфологическую эволюцию, раскрывая сложные процессы формирования скелетных структур.

Профессор Микико Танака из Токийского технологического института и её команда, включая бывших и нынешнюю аспиранток, вместе с другими учёными раскрыли механизм, лежащий в основе скелетного сокращения и асимметрии крыльев эму.

Исследование показало, что из-за отсутствия формирования дистальных мышц не хватает механостресса в процессе развития. Это приводит к костным аномалиям.

Также выяснилось, что мышечные прогениторные клетки с двойной идентичностью гибнут во время превращения в мышечные волокна. Из-за этого мышцы формируются неправильно.

Возможно, различия в эмбриональном и фетальном движении влияли на формирование частей тела в ходе эволюции.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Справочная информация

У эму — нелетающей птицы — крылья сильно уменьшены.

Команда учёных выяснила, что у крыльев эму кости не только укорочены, но и срастаются асимметрично. Это происходит из-за того, что на дистальных частях крыльев не формируются мышцы. Из-за этого во время развития эмбриона и плода не хватает подвижности, которая нужна для формирования скелета.

Исследование показало, что в крыльях эму есть клетки-предшественники мышц с двойной идентичностью. Они сочетают в себе черты клеток-предшественников мышц сомита и клеток мезодермы боковой пластинки.

Во время дифференцирования в мышечные волокна эти клетки погибают, из-за чего мышцы формируются неправильно. Это может влиять на морфологическую эволюцию.

Результаты исследования

У эму кости крыльев у разных особей различаются по длине и узору. Даже левое и правое крылья одной особи могут быть разными.

Это связано с отсутствием мышечных образований в дистальной части крыльев. Из-за этого во время развития костей возникают неадекватные механические нагрузки.

Кроме того, гибель клеток мышечных предшественников нарушает развитие мышечной структуры крыла. Это приводит к обездвиживанию и скелетным аномалиям.

Влияние на общество

Исследование показывает, как важны эмбриональное и фетальное движения для формирования скелета. Они не только удлиняют скелетные элементы, но и делают кости симметричными.

Если у эмбриона недостаточно подвижности из-за проблем с мышцами, это может повлиять на развитие скелета — как, например, у эму. Вероятно, экологические факторы, которые влияют на движения эмбриона и плода, сильно сказываются на эволюции и разнообразии видов.

Будущие направления

Это исследование показало, как движение эмбриона и плода влияет на развитие скелета. В будущем команда хочет выяснить, как различия в этом движении могут влиять на скелет позвоночных. Это исследование помогает понять, как факторы окружающей среды влияют на эволюцию через воздействие на движение плода.

19.09.2024


Подписаться в Telegram



Биосфера

Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман
Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман

Окаменелость вымершей гигантской плотоядной пт...

Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь

Короткие липиды могли стать основой первых кле...

TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем

Есть много анекдотов о том, как дики...

FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными

Раньше африканские гигантские крысы умели нахо...

JVIM: ИИ находит шумы в собачьем сердце с точностью 90%
JVIM: ИИ находит шумы в собачьем сердце с точностью 90%

Алгоритм, изначально разработанный для лю...

PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя
PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя

201,6 миллиона лет назад произошло массов...

RSTB: Социальные виды, включая людей, живут и размножаются дольше
RSTB: Социальные виды, включая людей, живут и размножаются дольше

Социальные виды живут дольше и размножают...

Science: Водные насекомые заменят пауков и мух в пищевой цепи
Science: Водные насекомые заменят пауков и мух в пищевой цепи

Животные должны получать достаточное количеств...

Nature Communications: Новый метод уменьшает количество пор в растениях
Nature Communications: Новый метод уменьшает количество пор в растениях

Химическое соединение, которое регулирует плот...

IPS&M: Инвазивные деревья могут приносить владельцам участков доход
IPS&M: Инвазивные деревья могут приносить владельцам участков доход

На брёвнах инвазивных деревьев можно выращиват...

AdFM: Сгруппировавшиеся фаги стали еще эффективнее бить бактерий
AdFM: Сгруппировавшиеся фаги стали еще эффективнее бить бактерий

Неожиданный результат при подготовке обра...

Science: Голодные бактерии берут своих жертв на абордаж
Science: Голодные бактерии берут своих жертв на абордаж

В мировом океане обитает множество бактерий, и...

ES&E: Пингвины в Африке охотно размножаются в искусственных гнездах
ES&E: Пингвины в Африке охотно размножаются в искусственных гнездах

Искусственные гнезда способствуют размножению ...

Vertebrate Zoology: На Мадагаскаре нашли пронзительно щебечущих лягушек
Vertebrate Zoology: На Мадагаскаре нашли пронзительно щебечущих лягушек

Исследователи обнаружили в тропических ле...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ES&T: Волокна на биооснове изводят земляных червей быстрее, чем полиэфирные
ES&T: Волокна на биооснове изводят земляных червей быстрее, чем полиэфирные
Nature Astronomy: Красные карлики тоже обогащают Вселенную
Nature Astronomy: Красные карлики тоже обогащают Вселенную
NPJ Microgravity: Микрогравитация усиливает способность клеток регенерировать
NPJ Microgravity: Микрогравитация усиливает способность клеток регенерировать
Созданная в МГУ ИИ-система для прогнозирования доз инсулина требует доработки
Созданная в МГУ ИИ-система для прогнозирования доз инсулина требует доработки
Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман
Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман
NatElec: Нанотранзисторы преодолеют ограничения кремниевых полупроводников
NatElec: Нанотранзисторы преодолеют ограничения кремниевых полупроводников
Открыта связь депрессии с нарушением формирования функциональной сети мозга
Открыта связь депрессии с нарушением формирования функциональной сети мозга
На Урале предложили высаживать коноплю для поглощения углекислого газа
На Урале предложили высаживать коноплю для поглощения углекислого газа
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
В Воронеже разработали новый метод извлечения коллагена из кожи пресноводных рыб
В Воронеже разработали новый метод извлечения коллагена из кожи пресноводных рыб
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Простой анализ крови поможет предотвратить преэклампсию у рожениц
Простой анализ крови поможет предотвратить преэклампсию у рожениц
Cancer: Аэробные упражнения рассеивают туман в мозге, вызванный химиотерапией
Cancer: Аэробные упражнения рассеивают туман в мозге, вызванный химиотерапией
Искусственный «нос» может учуять испорченные фрукты и испорченное мясо
Искусственный «нос» может учуять испорченные фрукты и испорченное мясо

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
На старт! Внимание! MITEX!
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
Всероссийский исторический кроссворд собрал 15 тысяч участников
«Вертолеты России» представили на саммите БРИКС Ми-171А3 AURUS, Ми-38 и модернизированный Ансат