Ученые: Предки китов 400 миллионов лет назад вышли на сушу, а потом вернулись обратно

Эволюция китов остается все еще покрыта тайнами.

Около 400 миллионов назад предок всех четвероногих существ сделал свои первые шаги по суше. Спустя 350 миллионов лет потомок этих ранних сухопутных существ совершил разворот на 180 градусов и вернулся в морские пучины и со временем стали удивительными морскими животными, которых мы знаем сейчас — китами, дельфинами и морскими свиньями, пишет Inverse (перевод - «Фокус»).

Ученые десятилетиями изучают китообразных, чтобы разгадать тайну их эволюции и вот сейчас, кажется, им удалось приподнять завесу тайны эволюции китов — исследователям помогло изучение геномов.

Немецкие ученые из института Зенкенберга во Франкфурте исследовали геномы дельфина, косатки, кашалота и малого полосатика, а позже сравнили их с геномами более полусотни различных млекопитающих, в том числе моржей, тюленей и ламантинов. В ходе исследования ученые выявили 85 генов, которые исчезли, фактически из-за ненадобности. В своем исследовании ученые попытались понять, что стало причиной исчезновения этих генов.

Так, например, у китообразных исчез ген SLC4A9, отвечающий за производство слюны. Оно и не мудрено, если твой рот полон воды, то необходимости в выработке слюны попросту не существует.

Ученые также обнаружили, что у китообразных также исчезли четыре гена, необходимых для синтеза и реакции на мелатонин (гормон, регулирующий сон). Исследователи считают, что предки этих животных довольно быстро поняли, что не могут дышать на поверхности, если отключают свой мозг на несколько часов. В результате у китообразных развилась способность задействовать отдельно два полушария мозга — пока одно полушарие мозга китообразного спит, другое — бодрствует.

В ходе исследования также обнаружили, что два гена, которые запускают свертывание крови, также были атрофированы. По-видимому, это защищает животных от образования пузырьков азота во время глубоководных ныряний. При этом другие механизмы свертывания крови остались нетронутыми, что повлияло на способность китов и дельфинов заживлять раны.

Еще одним исчезнувшим геном считается MMP12, который отвечает за расщепление эластичного белка легких. Ученые предполагают, что это позволило китообразным развить высокую эластичность легких, чтобы быстро вдыхать и выдыхать около 90% объема легких при всплытии на поверхность.

Не менее удивительным открытием для ученых стал тот факт, что кожа и легкие китообразных генетически изменились под воздействием морских микробов, с которыми они столкнулись после возвращения в воду. Эти изменения были обнаружены учеными, когда они исследовали ДНК животных, предполагается, что они развились в качестве защиты от микробов.

Не менее любопытным показалось ученым исчезновение почти 80% генов китообразных, отвечающих за обоняние. У наземных млекопитающих существуют сотни обонятельных рецепторов, которые позволяют им различать запахи. Но эти рецепторы работают лишь в воздухе и теряют свою актуальность в воде.

К слову, еще одной потерей стали гены отвечающие за вкусы — китообразные не ощущают кислого, сладкого, горького или умами. Ученые предположили, что вкусовые качества пищи оказались не так уж важны для этих животных из-за того, что они, как правило, проглатывают пищу целиком.

Ученые также выяснили, что у китообразных атрофировались не только вкусовые рецепторы и рецепторы обоняние. Их способность видеть также претерпела существенных изменений — по мере трансформации гены китообразных изменились, чтобы стать более чувствительными к синему свету, что идеально подходит для жизнь в глубокой чернильно-синей воде.

Исследователи считают, что им удалось приоткрыть завесу эволюции китообразных, однако в этом ларце еще множество тайн, которые нам только предстоит узнать.