Открыто двойное изобретение красной крови

Гемоглобин появился у двух древних и крупных линий позвоночных независимо, то есть был "спроектирован" природой дважды. Это установили Джей Стортс (Jay Storz) и его коллеги из университета Небраски в Линкольне (UNL) и Южного университета Чили (Universidad Austral de Chile).

Многие виды миног (на снимке – рот такого существа) высасывают кровь у рыб. Однако выясняется, что и в собственной крови у миног и их близких сородичей имелся не раскрытый до нынешнего времени секрет (фото с сайта underwatertimes.com).

Красная кровь оказалась удивительным примером конвергентной эволюции — независимого "конструирования" аналогичных черт у представителей разных отрядов существ. В данном случае речь идёт о бесчелюстных позвоночных, почти полностью вымерших (ныне они представлены миногами и миксинами), и челюстных (это почти все остальные, включая человека).

Команда Стортса выполнила генетический анализ нужной части ДНК у большого количества животных и нашла, что древние предки бесчелюстных и челюстных существ использовали разные белки-прекурсоры, чтобы построить гемоглобин.

"Гемоглобины, которые были независимо изобретены челюстными и бесчелюстными позвоночными, функционально очень похожи. Но есть многочисленные структурные детали, которые вскрывают их независимое происхождение, — говорит Стортс. — Это небольшие, но говорящие различия отражают тот факт, что белки получили свою функцию транспорта кислорода из разных отправных точек".

"Открытие того, что гемоглобины челюстных и бесчелюстных позвоночных были изобретены самостоятельно, – мощное свидетельство способности естественного отбора находить аналогичные проектные решения, используя различные исходные материалы", – подытоживает Джей Стортс в пресс-релизе университета (фото UNL).

Учёные отмечают, что многие живые существа, например насекомые, обходятся без специального транспортного белка, поскольку они достаточно малы, чтобы полагаться на простую диффузию кислорода в трахеях. Но это же и ограничивает размеры подобных созданий. Появление гемоглобина примерно полмиллиарда лет назад открыло новые перспективы для роста размеров тел, что не могло не сказаться на приспособляемости и выживаемости видов.

Именно 500 миллионов лет назад челюстные и бесчелюстные ветви обособились на древе жизни позвоночных. Как теперь выясняется, они столкнулись со сходными физиологическими проблемами (обеспечение эффективного дыхания) и нашли идентичное решение. Результат своего анализа биологи расписали в статье в PNAS.