Ученые раскрыли новую сторону эволюции форм животных: оказалось, что ключевую роль играют не только гены, но и физические свойства тканей. К такому выводу пришли исследователи из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) и Университета Женевы. Работа опубликована в журнале Cell.
Физика против генетики
Традиционно разнообразие форм живых организмов объясняли генетикой. Однако исследование показало, что этого недостаточно. Гены задают «план», но не объясняют, как именно ткани изгибаются, растягиваются и формируют тело. Этот процесс называется морфогенезом.
На примере морских организмов — кораллов, медуз и актиний — ученые показали, что даже близкородственные виды могут иметь принципиально разные формы тела. Причина кроется в механических свойствах тканей, которые исследователи назвали «механотипами».
«Механотипы» как новая единица эволюции
Под «механотипом» понимается совокупность физических характеристик ткани — ее жесткость, эластичность и способность к обратимым и необратимым деформациям. Именно эти параметры определяют, как организм приобретает форму в процессе развития.
Ученые пришли к выводу, что эволюция форм животных — это не только изменение генов, но и изменение физических свойств тканей. Такой подход объединяет биологию и физику и может объяснить, почему в природе возникает столь огромное разнообразие форм.
Открытие «механотипов» может изменить подход к изучению эволюции и развитию организмов. Оно также способно повлиять на биомедицину и биоинженерию — например, при создании искусственных тканей или биоинспирированной (вдохновленной природой) робототехники.
Морские организмы обладают уникальной морфологией. Недавно в Тихом океане обнаружили коралл, похожий на Чубакку из «Звездных войн».
