У морского конька нашли гены мужской беременности

Международная группа исследователей, отсеквенировав геном морского конька, обнаружила гены, отвечающие за способность самцов к вынашиванию потомства. Статья опубликована в журнале Nature.

Морские коньки (род Hippocampus) — небольшие костистые рыбы из семейства морских игл (Syngnathidae), живущие в тропических и субтропических морях. Они обладают множеством причудливых черт. Зубов у них нет, а челюсти срослись в тонкую трубку с маленьким ротиком на конце, которым они всасывают пищу из воды. Вместо чешуй их тело покрыто костными пластинками, защищающими их от хищников. У них нет брюшного и хвостового плавника, зато есть гибкий закрученный хвост, которым они цепляются за стебли растений.

Самая необычная особенность морских коньков — в том, что у них потомство вынашивают не самки, а самцы. После долгого сложного брачного танца, который может продолжаться до 8 часов, самец и самка сближаются, и самка выбрасывает яйцеклетки в специальный карман на брюхе у самца. Туда же выбрасываются и сперматозоиды, после чего уже внутри кармана происходит оплодотворение. Оплодовторенные яйцеклетки затем встраиваются в стенку кармана, обрастая губчатой тканью. Через эту ткань самец снабжает растущие эмбрионы питательными веществами, кислородом и кальцием, а также пролактином (гормоном, у млекопитающих отвечающим за выделение молока). Также ткань стенки кармана обеспечивает эмбрионам иммунную защиту, вывод продуктов выделения и осморегуляцию. Созревшие мальки вылупляются из икринок, после чего самец их «рожает», выталкивая из брюшного кармана с помощью сокращения мышц. Помимо морских коньков, среди живородящих рыб мужская беременность известна только у рыб из того же семейства морских игл: рыб-игл (Syngnathinae).

Авторы новой статьи отсеквенировали полный геном полосатохвостого конька Hippocampus comes и сравнили его с геномами других костистых рыб. Оказалось, что в линии морских коньков скорость эволюции была заметно выше, чем и у их предков, и у других костистых рыб (почему — непонятно). В числе генетических особенностей, отличающих морских коньков от всех остальных рыб, ученые обнаружили потерю большинства генов, отвечающих за развитие зубной эмали — что неудивительно, поскольку зубов у морских коньков нет вообще. Также по сравнению с другими рыбами у морского конька оказалось очень мало генов, связанных с обонянием. Среди утраченных генов оказался и ген траскрипционного фактора tbx4, регулирующий развитие задних конечностей у позвоночных животных — и, соответственно, брюшного плавника у рыб.

Зато некоторых генов у морского конька оказалось в избытке: их геном содержит целых шесть копий гена patristacin (pastn), который у этих рыб, судя по всему, отвечает за способность самцов вынашивать потомство. Этот ген относится к семейству астациновых металлопротеаз, в которое также входят гены, отвечающие за лизис оболочки икринки перед вылуплением мальков. Пять из шести копий гена pastn активно экспрессируются в тканях брюшного кармана самца, причем каждая на разном этапе беременности. Это говорит на то, что этот ген каким-то образом вовлечен в беременность самцов — но каким, пока непонятно.

Недавно ученые показали, что на уровне регуляции работы генов беременность морских коньков во многом сходна с беременностью у других живородящих позвоночных: рептилий и млекопитающих.

Софья Долотовская