«Шаркающий» скат поможет понять происхождение ходьбы

Биологи изучили строение нервной системы ежового ската, который «ходит» по дну, опираясь на видоизмененные плавники. Оказалось, что за управление конечностями у рыбы отвечают те же нервы, что и у млекопитающих. Статья с результатами опубликована в журнале Cell.

Конечности наземных животных произошли от рыбьих плавников. Однако в то время как большинство рыб использует для передвижения мышцы, которые заставляют изгибаться все тело, у наземных животных позвоночник, как правило, остается неподвижным, а за движение отвечают мышцы ног.

Но не все рыбы плавают — некоторые предпочитают «ходить» по дну, используя специальные видоизмененные плавники. Этот способ движения напоминает ходьбу млекопитающих. Ранее ученые считали, что выходу на сушу соответствовала перестройка нервной системы, которая выражалась в том, что нейроны возбуждали все более специфические мускулы, не задействуя большую часть мышц туловища во время движения.

В новой статье биологи показывают, что устоявшееся мнение неверно. За процесс движения у «шагающих» по дну скатов Leucoraja erinacea отвечают такие же нервы, что и у зверей, в том числе человека. Это означает, что соответствующие цепочки нейронов существовали задолго до выхода на сушу, ведь скаты — древняя группа рыб, которые отделились от предков четвероногих около 420 миллионов лет назад.

«Обычно люди думаю об эволюции как о движении от простого к более сложному, — поясняет ведущий автор работы Джереми Дейсен из Университета Нью-Йорка. — Но в нашем случае оказывается, что относительно более простые и примитивные виды на самом деле используют ту же самую сложную комбинацию нейронов для создания необходимого поведения».

Исследование также показало, что участвующие в развитии этих участков нервной системы гены также одинаковы и у рыб, и у зверей. Авторы надеются, что более детальное исследование позволит лучше разобраться с эволюцией ходьбы: скаты используют всего шесть групп мышц для движения каждой конечности, в то время как млекопитающие, такие как человек или мышь, используют сотни мышц. В конечном итоге это должно помочь лечить повреждения спинного мозга и другие неврологические недуги, нарушающие способность ходить.