Новое исследование выявило, что форма тел животных зависит не только от генетических факторов, но и от уникальных свойств тканей — «механотипов», которые адаптируются в процессе эволюции.
Ученые обнаружили новую грань эволюции форм животных: выяснили, что важную роль играют не только гены, но и физические свойства тканей. К такому выводу пришли специалисты из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) и Университета Женевы. Результаты работы опубликованы в журнале Cell.
Физика против генетики
Обычно разнообразие форм живых существ объясняли генетическими факторами. Тем не менее, исследование показало, что этого недостаточно. Гены задают «план», но не объясняют, как ткани изгибаются, растягиваются и формируют тело. Этот процесс называется морфогенезом.
На примере морских организмов — кораллов, медуз и актиний — ученые продемонстрировали, что даже близкородственные виды могут иметь совершенно разные формы тела. Причина заключается в механических свойствах тканей, которые исследователи назвали «механотипами».
«Механотипы» как новая единица эволюции
Под «механотипом» понимается совокупность физических свойств ткани — ее жесткость, эластичность и способность к обратимым и необратимым деформациям. Эти параметры определяют, как организм принимает форму в процессе развития.
Ученые пришли к выводу, что эволюция форм животных включает не только изменения в генах, но и в физических свойствах тканей. Такой подход соединяет биологию и физику и может объяснить, почему в природе наблюдается столь огромное разнообразие форм.
Открытие «механотипов» может изменить подход к исследованию эволюции и развития организмов. Оно также может оказать влияние на биомедицину и биоинженерию — например, в процессе создания искусственных тканей или биоинспирированной робототехники.
