Ученые обнаружили генетическую схему, которая могла сыграть ключевую роль в эволюции крыльев насекомых

Ученые из Института Фрэнсиса Крика обнаружили генетическую схему, которая могла сыграть ключевую роль в эволюции крыльев насекомых и, следовательно, полета.

Насекомые были первыми животными, у которых развились крылья, но некоторые остались бескрылыми, например, чешуйница, изображенная здесь рядом с плодовой мушкой. Автор: The Francis Crick Institute

Исследователи изучали сигнальный путь морфогена Dpp, который играет ключевую роль в развитии крыльев плодовой мушки. Поскольку крылья являются изолированными тканями в развивающихся личинках, они не получают сигналы из других частей тела.

«Меня интересовало, как сигнал Dpp может достигать клеток по всему крылу, включая те, что находятся далеко от источника», — объясняет ведущий автор исследования, постдокторант Анки Хуанг.

Автор: Current Biology (2025). DOI: 10.1016/j.cub.2025.10.059

Хуанг обнаружила, что по мере уменьшения сигнала Dpp в ткани, другая молекула под названием Brinker формирует обратный градиент. Этот градиент формируется исключительно в ответ на градиент Dpp.

Ученые выяснили, что Brinker находится в центре цепи обратной связи, которая усиливает и стабилизирует сигнал Dpp, позволяя ему достигать дальних клеток.

Эволюционная загадка

Команда исследовала, когда в ходе эволюции Brinker стал важным для усиления действия Dpp. Анализ геномных последовательностей показал, что ген Brinker присутствует только у насекомых и отсутствует у близкородственных ракообразных.

Автор: Current Biology (2025). DOI: 10.1016/j.cub.2025.10.059

Исследователи изучили бескрылое насекомое чешуйницу и обнаружили, что хотя ген Brinker у них присутствует, он не формирует градиент и не связан с передачей сигнала Dpp.

Это говорит о том, что опосредованная Brinker цепь обратной связи могла быть эволюционной инновацией крылатых насекомых.

«Насекомые были первыми животными, у которых развился полет, около 400 миллионов лет назад, примерно в то время, когда на нашей планете впервые появились деревья», — добавляет Жан-Поль Венсан.

«Таким образом, включение Brinker в сигнальную сеть Dpp совпало со способностью насекомых исследовать новые места обитания над землей и стать одним из самых успешных классов в древе жизни».

ИИ: Это исследование показывает, как относительно небольшие генетические изменения могут привести к крупным эволюционным инновациям. Интересно, что подобные механизмы могут работать и в развитии других сложных структур у животных.