Эволюция мышц началась еще до их появления у животных

Структура мышечной клетки и сократительный механизм изучены довольно подробно, но в истории развития мышц есть еще много белых пятен. Австрийские ученые совместно с коллегами из Германии и Австралии решили выяснить, как у живых организмов появилась мышечная клетка, и пришли к выводу, что это случилось гораздо раньше, чем принято считать.

Ученые сравнивали геномы разных групп животных и анализировали активность их генов. Одним из главных элементов мышц является сократительный белок миозин. В статье, опубликованной в журнале Nature, авторы сообщают, что ген современного миозина, которым пользуются позвоночные, возник благодаря удвоению какого-то предкового гена, следы которого можно найти в геноме более древних существ.

Исследователям удалось обнаружить этот древний миозин у беспозвоночных губок, которые не имеют настоящих мышц и вообще не обладают сколько-нибудь дифференцированными тканями.

Миозин помогает губкам, живущим за счёт фильтрации пищи из окружающей воды, регулировать проток воды через их тело. Тот факт, что сократительный мышечный белок вовсе не обязательно сопровождает сформированную мышечную клетку, говорит в пользу более раннего начала мышечной эволюции, начавшейся задолго до появления позвоночных.

Авторы исследования предполагают, что первые элементы мышц могли появиться едва ли не у одноклеточных организмов, а в составе многоклеточного организма они получили полную свободу самореализации. При этом мышечные элементы, по-видимому, возникали у древнейших животных неоднократно и впоследствии развивались у разных групп независимо друг от друга.

На это указывают результаты анализа сократительных клеток и генома стрекающих кишечнополостных, к которым относятся актинии и медузы. Из-за того, что их сократительный аппарат похож на устройство мышц у позвоночных, долгое время считалось, что мышечные клетки тех и других произошли от одного предка. Однако более внимательный анализ показал, что при наличии необходимого миозина у медуз и актиний отсутствуют некоторые отличительные особенности мышечных клеток позвоночных. Это значит, что мышечные элементы начали возникать ещё на границе одноклеточности и многоклеточности, и затем разные группы многоклеточных самостоятельно решали, как им из этого материала организовать полноценную сократительную клетку.