Новая гипотеза происхождения человеческого рта

Решённый казалось бы биологией вопрос о происхождении рта и ануса может быть пересмотрен.

Хотя считается, что человеческий анус - это мигрировавший в ходе эволюции рот, при его появлении почему-то активируются совсем не те гены, что должны были бы. Возможно, всё деление животных по признаку происхождения этих органов бессмысленно.

Происхождение отдельных органов или систем животных - вопрос не только любознательности, но и практического интереса: проследив эволюцию, можно предположить, какие проблемы и болезни подстерегают, к примеру, ухо или глаз. С другой стороны, ученые не останавливаются в попытках использовать обнаруженные закономерности в медицине или, например, в спорте. Впрочем, "необходимость" уточнения большинства эволюционных вопросов остается исключительно на совести ученых, уже несколько веков склоняющихся над тушками препарированных животных с линейками, а в последнее время всё чаще детализирующих их геномы. Теперь генетика добралась и до вопроса о происхождении рта и ануса.

Людям, можно сказать, повезло - за редкими исключениями, нам не приходится, как первым многоклеточным, выводить непереваренные остатки пищи тем же путем, каким еда попала в организм. Этот "ротоанус", который биологи всё-таки предпочитают называть ротовым отверстием, возник ещё у кишечнополостных и был окружён щупальцами. Примерно так же обстоят дела и у плоских червей, кишка которых слепо замкнута. А вот хордовые или, к примеру, круглые черви имеют прекрасную возможность пропускать пищу через себя насквозь. Современные представления об эволюции бластопора.

Ранние стадии эмбрионального развития некоторых групп билатерально-симметричных животных. Красным цветом выделен бластопор и его превращения у иглокожих, ресничных и кольчатых червей в брюшную сторону, а у хордовых - в спинную. В.В. Малахов. "Природа" Первичноротые и вторичноротые Первичноротые - подраздел двусторонне-симметричных животных. В период зародышевого развития на месте их первичного рта (бластопора) образуется рот или, при щелевидном замыкании бластопора, рот и раздел животных, к которому относятся все двусторонне-симметричные типы. У всех них левая сторона тела зеркальным образом соответствует правой. Этот принцип, однако, не относится к отдельным внутренним органам, что демонстрирует, например, расположение печени или сердца у человека.

Другое важное исключение составляют иглокожие, взрослые формы которых приближаются к радиальной симметрии, в то время как личинки билатерально симметричны. Противоположенным к разделу двусторонне-симметричных является раздел кишечнополостных, которые построены радиально симметрично, а также представители иных подцарств, чем эуметазои. Вопрос о происхождении рта и ануса - совсем не праздный. Для ученых ответ на него исключительно важен, ведь на основании этого признака всех двустороннесимметричных животных разделяют на две большие группы: первичноротых и вторичноротых. У первых и рот, и анус образуются из бластопора - складки, появляющейся у зародыша на стадии гаструлы; при этом у самых примитивных рот и анус - вообще одно и то же. У вторых, к которым, кстати, относится и человек, на месте бластопора сначала возникает лишь анус, а рот появляется позднее и из других участков эмбриона. Так что, с позиции кишечнополостных, мы испражняемся через рот, а едим вообще непонятно через какое место.

Возможно, Andreas Hejnol и Mark Q. Martindale из Гавайского университета (США) не устраивала эта точка зрения. А может, они просто искали научную истину. Так или иначе, двое гавайцев попытались с помощью генетики опровергнуть традиционную теорию совместного происхождения ротового и анального отверстий. Чтобы разрешить загадку, ученые прибегли к традиционному трюку, выудив из водоема очередной малоизученный вид, занимающий очередное "промежуточное" положение на эволюционном древе. На этот раз выловлен был Convolutriloba longifissura, которого долгие годы относили к плоским червям. На самом деле плоским червем он не является, а относится к акоэлеморфам - одной из самых примитивных групп среди двустороннесимметричных животных. "Независимость" от плоских червей ему подарили лишь недавно, заметив, что черви, в отличие от акоэля, обладают развитым кишечником.

Теперь акоэль станет ещё и очень популярным - не каждому животному доводится пролить свет на вопрос "откуда берутся рот и анус?". Хотя у этого пожирателя ила и планктона нет ни кишечника, ни клеток, его выстилающих, ротовое отверстие на брюшной стороне всё-таки имеется. И в процессе его формирования задействуется группа генов bra, легко идентифицируемых и у других животных. Те же гены Мартиндейл и Хейноль нашли в клетках вокруг ротового отверстия и первичноротых, и вторичноротых. А вот рядом с зарождающимся анальным отверстием ни у тех, ни у других признаков активности этих генов не нашлось. Не было найдено и следов других внутриклеточных факторов, активных у акоэля на момент появления рта. Тем самым биологи поставили под сомнение общепринятые теории происхождения рта и ануса и у первично-, и у вторичноротых. Ведь если бы у первичноротых эти отверстия возникли на концах одной и той же складки, то на одной из стадий её развития у них должно было быть что-то общее. И тем более что-то похожее должно было быть обнаружено у хордовых, у которых анус до сих пор считался мигрировавшим на конец тела ртом.

Тем не менее, нашлось отверстие, родственное ротовому с точки зрения генетики, - им стал гонопор, со временем превращающийся в протоки половых путей. Сами авторы публикации в Nature пока осторожно называют свое открытие "гипотезой". Никогда нельзя дать гарантии, что были исследованы абсолютно все группы относящихся к делу генов, и могут обнаружиться другие, более весомые аргументы в поддержку старых теорий. Кроме того, всегда можно перерисовать эволюционное древо, поместив акоэля куда-нибудь "в сторону" - тогда сравнивать его с первично- и вторичноротыми будет попросту бессмысленно. А пока ученым предстоит выяснить, насколько корректно вообще употреблять эти термины, ведь если никакой связи между ртом и анусом нет, непонятно, на основании чего вообще выделять две эти группы.

Петр Смирнов