У перьев, волос и чешуи нашли общего предка

Наружные покровы рептилий, млекопитающих и птиц во многом похожи. Однако палеонтологических свидетельств о переходных формах между ними нет. Не обнаружено у рептилий и плакод — анатомических структур на поверхности эмбриона, из которых у птиц и млекопитающих развиваются перья и шерсть. Впрочем, недавняя работа швейцарских учёных показала, что плакоды у рептилий всё-таки есть, и они имеют самую тесную связь с формированием чешуи. Об этом рассказывается в статье, опубликованной журналом Science Advances.

Чаще всего под плакодами подразумевают особые образования в голове эмбриона в месте контакта эктодермы и нервной трубки, из них затем образуются хрусталик глаза, обонятельный эпителий и органы вестибулярного аппарата, однако плакоды имеют и второе значение — области эктодермы, из которых формируются впоследствии волосы или перья.

Авторы публикации Мишель Милинкович (Michel Milinkovitch) и Николас Дипуи (Nicolas Di-Poï) из Университета Женевы отмечают, что отсутствие плакод у рептилий трактовалось в рамках двух гипотез. Согласно первой, плакоды могли появиться у птиц и млекопитающих независимо, уже после их отделения от общих предков с рептилиями. Согласно второй, плакоды существовали ещё у общих предков рептилий, млекопитающих и птиц, хотя пресмыкающиеся их позднее утратили. По мнению учёных, обе версии оказались неверны.

Биологи изучили эмбрионы представителей различных групп пресмыкающихся: змей (маисового полоза), ящериц (бородатой агамы) и крокодилов (нильского). Электронная микроскопия позволила рассмотреть зародыши во всех деталях и на разных стадиях развития, увидев появление плакод. Авторы продемонстрировали, что, хотя эти структуры значительно мельче, чем у птиц или млекопитающих, у них есть все необходимые свойства: они содержат столбчатые эпителиальные клетки и характерные белковые маркеры, а на месте каждого плакода впоследствии образуется чешуйка. Видимо, лишь трудности наблюдения до сих пор не позволяли исследователям заметить их у рептилий.

Связь чешуи с перьями и волосами подтвердило и изучение бородатых агам с редкой мутацией — делецией (утратой) в гене регуляторного белка эктодисплазина А (EDA). Мутация в этом гене у людей вызывает тяжёлые нарушения формирования кожных структур и волос, аномалии зубов, ногтей и слизистых (ангидротическую эктодермальную дисплазию). Как показали швейцарские учёные, у эмбрионов гомозиготных (имеющих две копии этого гена) ящериц плакоды не формировались вовсе, и рептилии оказывались лишены чешуи. У ящериц, несущих лишь одну копию мутантного EDA, плакод было меньше, а чешуя покрывала кожу лишь частично.