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

STE: Обработка собак от паразитов вредна для водной фауны
STE: Обработка собак от паразитов вредна для водной фауны

Многие владельцы собак понятия не имеют, ...

Биологи МГУ рекомендуют проверять ввозимые растения на вирусы
Биологи МГУ рекомендуют проверять ввозимые растения на вирусы

Российские учёные впервые нашли умбра-подобный...

Science: Муравьи выращивали урожай задолго до появления человека
Science: Муравьи выращивали урожай задолго до появления человека

Когда люди начали выращивать сельскохозяйствен...

New Phytologist: Растения тоже потеют из-за жары
New Phytologist: Растения тоже потеют из-за жары

Стоматы — многие знают их как&...

JAFC: Растения превратят в биофабрики спортивных добавок
JAFC: Растения превратят в биофабрики спортивных добавок

Учёные разработали метод, который позволяет пр...

Frontiers in Veterinary Science: Новый тест покажет, сколько еще проживет собака
Frontiers in Veterinary Science: Новый тест покажет, сколько еще проживет собака

Инструмент, который помогает владельцам и ...

Nature Climate Change: Водоросли процветают по мере потепления океана
Nature Climate Change: Водоросли процветают по мере потепления океана

В части потеплевшего океана процветает невидим...

PLOS Biology: Фруктовая диета улучшает иммунный ответ летучих мышей на вирусы
PLOS Biology: Фруктовая диета улучшает иммунный ответ летучих мышей на вирусы

Фруктоядные летучие мыши вырабатывают меньше а...

Science of The Total Environment: Сытая пчела хорошо сопротивляется вирусам
Science of The Total Environment: Сытая пчела хорошо сопротивляется вирусам

Как питание, вирусные инфекции и пестицид...

PNAS: Выяснилось, как и почему меняется поведение журавлей в течение года
PNAS: Выяснилось, как и почему меняется поведение журавлей в течение года

Исследование четырех видов журавлей раскрывает...

Horticulture Research: Дефицит фосфатов активирует защиту чая от грибка
Horticulture Research: Дефицит фосфатов активирует защиту чая от грибка

Растения, содержащие полифенолы, известны свое...

Nature: Математики открыли новый класс природных форм — мягкие ячейки
Nature: Математики открыли новый класс природных форм — мягкие ячейки

Математики описали новый класс фигур, часто вс...

Nature Communications: Медленная седина защищает лошадей от меланомы
Nature Communications: Медленная седина защищает лошадей от меланомы

Учёные из Колледжа ветеринарной медицины ...

JAVMA: Открыт лучший способ охладить собаку во время жары
JAVMA: Открыт лучший способ охладить собаку во время жары

Климат становится жарче, и собаки могут з...

Molecular Ecology Resources: Новый метод поможет найти источник яда в генах змей
Molecular Ecology Resources: Новый метод поможет найти источник яда в генах змей

Из 4000 видов змей лишь около десяти процентов...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

STE: Обработка собак от паразитов вредна для водной фауны
STE: Обработка собак от паразитов вредна для водной фауны
Lancet Digital Health: Приложение спасает молодежь из группы риска от депрессии
Lancet Digital Health: Приложение спасает молодежь из группы риска от депрессии
JEM: Зеленые зоны в мегаполисах улучшают здоровье жителей
JEM: Зеленые зоны в мегаполисах улучшают здоровье жителей
Journal of the National Cancer Institute: Лечение рака груди ускоряет старение
Journal of the National Cancer Institute: Лечение рака груди ускоряет старение
KSSTA: Детям с неправильно сформировавшимся коленом лучше избегать операции
KSSTA: Детям с неправильно сформировавшимся коленом лучше избегать операции
Advanced Materials: ИИ ускоряет открытие энергетических и квантовых материалов
Advanced Materials: ИИ ускоряет открытие энергетических и квантовых материалов
JACS: Разработан способ гидрогенизации азотсодержащих ароматических соединений
JACS: Разработан способ гидрогенизации азотсодержащих ароматических соединений
Cell: Открыт механизм, при котором иммунные клетки останавливают метастазы
Cell: Открыт механизм, при котором иммунные клетки останавливают метастазы
Computers in Biology and Medicine: Мужчинам — злаки, женщинам — омлет
Computers in Biology and Medicine: Мужчинам — злаки, женщинам — омлет
Microbiome: Разработана возможная альтернатива традиционной метагеномике
Microbiome: Разработана возможная альтернатива традиционной метагеномике
Nature CC: Китовые акулы начнут чаще гибнуть под килем из-за потепления
Nature CC: Китовые акулы начнут чаще гибнуть под килем из-за потепления
JCI: Определен ключевой механизм развития атеросклероза при прогерии
JCI: Определен ключевой механизм развития атеросклероза при прогерии
Nutrients: Гормоны кишечника помогут одолеть жировую болезнь печени
Nutrients: Гормоны кишечника помогут одолеть жировую болезнь печени
Parasites & Vectors: Комары могут передать людям болезни от разных живых видов
Parasites & Vectors: Комары могут передать людям болезни от разных живых видов
NatComm: Ученым удалось визуализировать ударные волны в полимере
NatComm: Ученым удалось визуализировать ударные волны в полимере

Новости компаний, релизы

Школьников зовут на олимпиаду по ядерным технологиям и квантовой физике
В СПбГУ откроется выставка «Наука в лицах»
Уникальный онлайн-курс по истории атомной отрасли создан в ядерном университете МИФИ
От Беларуси до Бразилии. О проектных стажировках Сеченовского Университета
Инженерный центр для дошкольников