Дослідження таємниць качкодзьоба, що існував 100 мільйонів років тому, нарешті дало свої результати: що ж вони таїли від нас протягом усього цього часу?

Австралійські качкодзьоби та єхидни -- однопрохідні, найдавніша з нині живих груп ссавців. Мільйони років ці унікальні тварини зберігали таємницю, яку вчені не могли розгадати. Але тепер, їм нарешті вдалося зробити це.

Декілька десятиліть тому науковці встановили, що качкодзьоби та єхидни є особливими яйцекладними ссавцями, які відрізняються своїм способом розвитку: вони не застосовують той самий генетичний набір інструментів для формування чоловічих і жіночих ембріонів, як це роблять інші ссавці, повідомляє Science Alert.

У Фокус. Технології запустили свій власний Telegram-канал. Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найактуальніших та найцікавіших новин з наукового світу!

Протягом тривалого періоду науковці не могли розгадати, як качкодзьоби досягають цього, але нове дослідження кардинально змінило ситуацію. Австралійські науковці виявили переконливі свідчення того, що визначення статі однопрохідних зводиться до одного єдиного гена, схожого на той, який був помічений у деяких рибах і амфібіях, але не в інших ссавців.

Качкодзьоби та єхидни вважаються найстарішою серед сучасних груп ссавців. Ці унікальні істоти є єдиними ссавцями, що відтворюються шляхом відкладання яєць, і мають кілька особливостей, які нагадують риси рептилій.

У людей та багатьох інших представників ссавців існують дві статеві хромосоми – X і Y. Ембріон з парою XX хромосом розвивається в самку, тоді як пара XY веде до формування самця. У більшості ссавців процес, що ініціює розвиток ембріона як самця, активується геном SRY, розташованим на чоловічій хромосомі Y. Проте ген SRY досі не було виявлено у однопрохідних.

Близько двох десятиліть тому вчені вже виявили, що в однопрохідних зовсім інша система, яка використовує кілька хромосом X і Y. Раніше вчені припускали, що хромосоми Y все ще повинні містити ген, що визначає стать, але про те, що це може бути, було відомо дуже мало.

У 2008 році вчені розгадали повну послідовність геному качкодзьоба, що стало першим кроком у правильному напрямку. Однак геном був від самки, тому в ньому не було інформації про хромосоми Y.

У 2021 році дослідники презентували оновлений геном качкодзьоба, а також перший геном єхидни, що містить послідовності кількох хромосом Y. Ген, який виявився ключовим у визначенні статі у однопрохідних, це антимюллерів гормон (AMH). Цей гормон, до речі, відіграє важливу роль у статевому розвитку багатьох видів тварин.

Нещодавнє дослідження вчених презентує перші переконливі свідчення того, що адаптована форма АМН, яка була виявлена на одній з Y-хромосом однопрохідних тварин і отримала назву AMHY, виконує роль гену, що визначає стать у цих істотах.

Автори дослідження змогли довести, що мутації в гені АМН відбулися на ранніх етапах еволюції однопрохідних. Це може пролити світло на те, як виник ген AMHY та як він почав впливати на статевий розвиток самців.

Ця подія, ймовірно, стала каталізатором розвитку нової системи статевих хромосом у предків сучасних качкодзьобів та єхидн близько 100 мільйонів років тому, коли ген AMH на хромосомах XY почав процес розділення.

Учені також уперше змогли показати, що ген насправді вмикається в потрібній тканині та в потрібний час, що дає змогу спрямовувати розвиток яєчок під час розвитку самців. Це відкриття стало важливою відсутньою частиною головоломки.