100 млн лет назад змеи утратили конечности: что заставило их отказаться от ног

История Земли насчитывает миллиарды лет и за это время наша планета успела стать домом для невероятного количества видов, в том числе и змей. В зависимости от вида змеи имеют множество интересных адаптаций: например, некоторые эволюционировали, чтобы жить на деревьях, тогда как другие адаптировались, чтобы выживать в суровом пустынном климате. И все же универсальным для все остается одно — все виды змей безноги, пишет IFLScience.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Известно, что предки змей, как и ящерицы, имели конечности, но в какой-то момент утратили их. Как и почему это произошло? Считается, что змеи потеряли свои ноги около 100-150 миллионов лет назад. Однако до сих пор ведутся споры о том, были ли предки этих змей наземными или вели водный образ жизни.

Одна из теорий заключается в том, что предки современных змей потеряли конечности в процессе адаптации к жизни в норах. В исследовании 2015 года ученые изучили исходную змею Dinilysia patagonica, жившую в меловом периоде, и предположили, что из-за строения внутреннего уха эта змея имела больше общего с роющими рептилиями, чем с водными видами. Это указывает на то, что змеи утратили конечности в результате эволюции от роющих предков, а вовсе не в результате адаптации к плаванию.

По словам Хонгю И из Школы геонаук Эдинбургского университета, долгое время оставалось неясным, как змеи утратили ноги, но, похоже, теперь эта тайна раскрыта: это произошло, когда предки змей стали искусными в рытье нор.

Отметим, что внутреннее ухо ископаемых может раскрыть невероятное количество информации и очень полезно, когда внешняя оболочка ископаемых слишком повреждена или хрупка для исследования. Например, у удавов и питонов остатки задних конечностей можно заметить в крошечных костях ног, известных как рудиментарные конечности, расположенные рядом с клоакой. Менее примитивные виды полностью утратили даже эти древние напоминания.

В исследовании 2023 года ученые изучили 14 геномов из 12 семейств змей и обнаружили отсутствие ДНК в трех частях гена PTCH1, отвечающего за развитие конечностей. Ученые считают, что мутации в этом гене могут объяснить, почему ноги змей в конце концов начали исчезать.

Существуют и другие гены и энхансеры, связанные с утратой конечностей у змей. Например, один из задействованных генов известен как ген Sonic hedgehog — когда его энхансер активируется, подобно генетическому переключателю, ген Sonic hedgehog включается во время развития конечностей, создавая зачатки кистей и стоп.

По словам профессора молекулярной генетики и микробиологии Медицинского колледжа Университета Флориды Мартина Коэна, они с коллегами также обнаружили, что развитие конечностей у питонов на самом деле продвигается значительно дальше, чем считалось ранее. Данные указывают на то, что у них формируются эмбриональные ноги, но клетки не завершают процесс развития скелета.

К слову, несмотря на отсутствие ног, змеи все же смогли колонизировать все земные континенты, кроме Антарктиды. Ученые считают, что сегодня в мире существует более 4000 видов, что делает змей второй по величине группой рептилий после ящериц.