Дельфины и киты используют звук для общения, навигации и охоты. Новое исследование предполагает, что скопления жировой ткани, которые позволяют зубатым китам делать это, 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. Они измерили экспрессию генов у морской свиньи (Phocoena phocoena) и тихоокеанского белобокого дельфина (Lagenorhynchus obliquidens). Их выводы были опубликованы в журнале Gene.
Эволюция акустических жировых тел в голове — дыни на лбу кита, внечелюстных жировых тел (EMFB) рядом с челюстной костью и внутричелюстных жировых тел (IMFB) внутри челюстной кости — имела важное значение для использования звука, например, для эхолокации. Однако мало что известно о генетическом происхождении этих жировых тканей.
«Зубатые киты претерпели значительную дегенерацию и адаптацию к своему водному образу жизни», — сказал автор исследования Хаяте Такеучи из Университета Хоккайдо. Одной из адаптаций была 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 дыне и EMFB. Также были получены доказательства эволюционной связи между внечелюстным жиром и жевательной мышцей, которая у человека соединяет нижнюю челюсть со скулами и является ключевой мышцей, участвующей в жевании.
«Это исследование показало, что эволюционный компромисс между жевательными мышцами и EMFB — между слуховой и пищевой экологией — имел решающее значение в водной адаптации зубатых китов», — сказал руководитель исследования Такаши Хаякава. «Это было частью эволюционного перехода от жевания к простому глотанию пищи, что означало, что жевательные мышцы больше не были нужны».
Анализ экспрессии генов во внутричелюстном жире выявил активность генов, связанных с иммунными функциями, такими как активация некоторых элементов иммунного ответа и регуляция образования Т-клеток.
Stranding Network Hokkaido (SNH) – еще один важный аспект исследования, поскольку образцы, использованные в этом исследовании, были собраны именно ими. SNH собрала экземпляры выброшенных на берег китов на берегу моря и в устье реки на Хоккайдо.
«Долгосрочное общение с местными жителями и сообществами на Хоккайдо позволило исследователям провести различные исследования биологии китов, в том числе наши удивительные открытия», — сказал профессор Такаси Фриц Мацуиси.
