Органы эхолокации зубатых китов эволюционировали из челюстных мышц

Дельфины и киты используют звук для общения, навигации и охоты. Новое исследование предполагает, что скопления жировой ткани, которые дают представителям парвотряда зубатых китов способность эхолокации, возможно, произошли от мышц черепа и костного мозга.
Ученые из Университета Хоккайдо определили последовательности ДНК генов, которые экспрессируются в акустических жировых телах — скоплениях жира вокруг головы, которые зубатые киты используют для эхолокации. Исследователи измерили экспрессию генов у морской свиньи (Phocoena phocoena) и тихоокеанского белобокого дельфина (Lagenorhynchus obliquidens), которые относятся к зубатым китам.
Эволюция акустических жировых тел в голове — лобных, внечелюстных (EMFB) и внутричелюстных (IMFB) — имела важное значение для использования звука, например, для эхолокации. Однако мало что известно о генетическом происхождении этих тканей.
"Зубатые киты претерпели значительную дегенерацию и адаптацию к своему водному образу жизни", — говорит первый автор исследования, Хаяте Такеучи из лаборатории Хаякава Университета Хоккайдо. Одним из таких изменений стала частичная потеря обоняния и вкуса, а также приобретение эхолокации, позволяющей им ориентироваться в подводной среде.
Исследователи обнаружили, что гены, которые обычно связаны с функцией и развитием мышц, были активны в лобном жировом теле и EMFB. Также были получены доказательства эволюционной связи между последним и мышцей, которая у человека соединяет нижнюю челюсть со скулами и является ключевой в жевательном процессе.
Как отмечает возглавлявший исследование Такаси Хаякава с факультета экологических наук о Земле, эволюционный компромисс между слуховой и пищевой экологией имел решающее значение в водной адаптации зубатых китов. "Это было частью эволюционного перехода от жевания к простому глотанию пищи, что означало, что эти мышцы больше не были нужны", — поясняет ученый.
Анализ экспрессии во внутричелюстном жире выявил активность генов, связанных с иммунными функциями, такими как активация некоторых элементов иммунного ответа и регуляция образования Т-клеток.
Исследование опубликовано в журнале Gene.
Редактор: Илья Дочар
Источник: Университет Хоккайдо