Ученые: морские коньки-самцы беременеют так же, как и женщины
https://ria.ru/20150902/1222183992.html
Ученые: морские коньки-самцы беременеют так же, как и женщины
Ученые: морские коньки-самцы беременеют так же, как и женщины — РИА Новости, 12.02.2020
Ученые: морские коньки-самцы беременеют так же, как и женщины
Самцы морских коньков, единственный в мире природы вид, чьи особи сильного пола вынашивают детенышей в своей утробе, оказались своеобразными «побратимами» женщин – их родительская сумка работает почти тем же образом, что и матка представительниц слабого пола.
2015-09-02T07:12
2015-09-02T07:12
2020-02-12T16:02
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/sharing/article/1222183992.jpg?12221772881581512534
австралия
весь мир
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.
xn--p1ai/awards/
2015
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
открытия — риа наука, австралия, рыбы
Открытия — РИА Наука, Наука, Австралия, Весь мир, рыбы
МОСКВА, 2 сен – РИА Новости.
Самцы морских коньков, единственный в мире природы вид, чьи особи сильного пола вынашивают детенышей в своей утробе, оказались своеобразными «побратимами» женщин – их родительская сумка работает почти тем же образом, что и матка представительниц слабого пола, выяснили ученые, опубликовавшие статью в журнале Molecular Biology and Evolution.
«Удивительно, но организм морских коньков делает те же вещи, что и тело женщины. С одной стороны, мальки морских коньков получают большое количество питательных веществ вместе с желтком, который содержится в материнских икринках. Но с другой стороны, сумка отцов эволюционировала таким образом, что она снабжает потомство нутриентами, защищает от патогенов, обеспечивает кислородом и убирает отходы жизнедеятельности», — заявила Камилла Уиттингтон (Camilla Whittington) из университета Сиднея (Австралия).
Уиттингтон и ее коллеги выяснили, что сходство между маткой женщины и сумкой морского конька не заканчивается на этом и даже существует на генном уровне, наблюдая за развитием беременности у нескольких самцов австралийских морских коньков в аквариуме.
Морские коньки (Hippocampus) относятся к числу самых причудливых морских рыб. Помимо необычной формы тела, построенной по природному аналогу технологии «стелс», они выработали парадоксальную стратегию размножения, в рамках которой потомство вынашивает не слабый, а сильный пол. Во время размножения самка откладывает икринки в особый мешочек на груди самца, где зародыши растут на протяжении последующих 24 дней.
Тела морских коньков построены по технологии «стелс», выяснили ученые26 ноября 2013, 20:07
Наблюдения за расходом кислорода и пищи во время этой беременности, как рассказывает Уиттингтон, натолкнули ее команду и многих других биологов на мысль, что мешочек самца не просто защищает икринки, но и активно участвует в их развитии, наподобие утробы женщин и самок млекопитающих.
Они проверили эту гипотезу, изучив те химические процессы, которые происходят в тканях «утробы» морских коньков во время беременности, а также проследив за изменениями в активности их генов.
Как оказалось, мешочек самца действительно участвует в выращивании потомства – биологам удалось показать, что он снабжает икринки кальцием, жирами, кислородом и другими питательными веществами, и очищает воду от продуктов жизнедеятельности.
Что интересно, гены, отвечающие за все эти функции, похожи по своей структуре и ролям на то, какие участки ДНК включаются в матке женщины при наступлении беременности. Это, как подчеркивают ученые, не означает того, что они имеют общие корни.
«Какой бы вид животных вы не представляли, беременность в любом случае ставит перед вами схожие проблемы, такие как обеспечение зародыша кислородом и нутриентами. С одной стороны, морские коньки и люди нашли решение этим проблемам, независимо друг от друга, в ходе своих собственных историй эволюции. Но с другой, наше исследование говорит о том, что даже очень далекие друг от друга виды животных используют похожие гены для управления беременностью и рождения здорового потомства», — заключает Уиттингтон.
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
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Беременные самцы морских коньков поддерживают растущих детей, формируя плаценту.
Самцы морских коньков высиживают свои эмбрионы в сумке, и до сих пор было неясно, как эмбрионы дышат внутри этой закрытой структуры. Новое исследование изучает, как беременные самцы морских коньков снабжают кислородом свои эмбрионы и удаляют из них углекислый газ.
Рассматривая под микроскопом сумку морского конька на разных стадиях беременности, исследователи обнаружили, что внутри сумки растут мелкие кровеносные сосуды. Изображение предоставлено: Джеки Герберт.
Обеспечение кислородом растущего потомства и удаление углекислого газа является серьезной проблемой для каждого беременного животного.
Люди решают эту проблему, развивая плаценту, но у морских коньков, у которых самец, а не самка, вынашивает и рождает детенышей, как именно это работает, не всегда было так ясно.
Самцы морских коньков высиживают свои эмбрионы внутри мешочка, и до сих пор было неясно, как эмбрионы «дышат» внутри этой закрытой структуры. В нашем новом исследовании, опубликованном в журнале Placenta, изучается, как беременные самцы морских коньков (
Мы исследовали под микроскопом сумки самцов морского конька на разных стадиях беременности и обнаружили, что со временем в них развиваются сложные плацентарные структуры — так же, как и при беременности у человека.
Беременный отец, вынашивающий до 1000 детенышей
Беременность самца встречается редко, только у группы рыб, в которую входят морские коньки, морские драконы, иглы и морские иглы.
Самцы вислобрюхих морских коньков имеют на хвосте специальную замкнутую структуру.
Этот орган называется выводковой сумкой, в которой развиваются эмбрионы.
Самка откладывает яйца в сумку самца после брачного танца и беременность длится около 30 дней.
Находясь внутри сумки, самец снабжает питательными веществами свои развивающиеся эмбрионы, прежде чем родить до 1000 детей.
Эмбриональное развитие требует кислорода, а потребность в кислороде увеличивается по мере роста эмбриона. Точно так же необходимо эффективно избавляться от образующегося углекислого газа. Это представляет проблему для беременных самцов морского конька.
Попадают в плаценту
У яйцекладущих животных, таких как птицы, однопроходные, некоторые рептилии и рыбы, растущий эмбрион получает доступ к кислороду и избавляется от углекислого газа через поры в яичной скорлупе.
Для животных, дающих живых детенышей, требуется другое решение. У беременных людей развивается плацента, сложный орган, соединяющий мать с ее развивающимся ребенком, который обеспечивает эффективный обмен кислорода и углекислого газа (он также доставляет питательные вещества ребенку и удаляет отходы через кровоток).
Плацента заполнена множеством мелких кровеносных сосудов, и часто наблюдается истончение слоев ткани, разделяющих кровообращение матери и ребенка. Это повышает эффективность доставки кислорода и питательных веществ к плоду.
Удивительно, но плацента не уникальна для млекопитающих.
У некоторых акул, таких как австралийская остроносая акула ( Rhizoprionodon taylori ), вырабатывается плацента с пуповиной, соединяющая мать с ее детенышами во время беременности. Многие живородящие ящерицы образуют плаценту (в том числе очень сложные ), чтобы обеспечить дыхательные газы и некоторые питательные вещества для своих развивающихся эмбрионов.
Наше предыдущее исследование определило гены, которые позволяют отцу морского конька обеспечивать развивающиеся эмбрионы, находясь внутри его сумки.
Наше новое исследование показывает, что во время беременности сумка претерпевает множество изменений, подобных тем, которые наблюдаются при беременности млекопитающих.
Мы сосредоточились на изучении выводковой сумки самцов морских коньков во время беременности, чтобы точно определить, как они обеспечивают кислородом свои развивающиеся эмбрионы.
Что мы обнаружили
Рассматривая сумку морского конька под микроскопом на разных стадиях беременности, мы обнаружили, что мелкие кровеносные сосуды растут внутри сумки, особенно к концу беременности. В это время маленьким морским конькам (называемым мальками) требуется больше всего кислорода.
Расстояние между кровоснабжением отца и эмбрионами также резко уменьшается по мере развития беременности. Эти изменения повышают эффективность транспорта между отцом и эмбрионами.
Интересно, что многие изменения, происходящие в сумке морского конька во время беременности, аналогичны тем, которые происходят в матке во время беременности млекопитающих.
Мы лишь немного коснулись понимания функции плаценты морского конька во время беременности.
Нам еще многое предстоит узнать о том, как эти отцы защищают и питают своих детей во время беременности, но наша работа показывает, что морфологические изменения выводковых мешочков морских коньков имеют много общего с развитием плаценты млекопитающих.
Эта статья была впервые опубликована на The Conversation и написана доктором Камиллой Уиттингтон из Сиднейского университета и доктором Джессикой Сюзанной Дадли из Университета Маккуори.
Тайная сексуальная жизнь и беременность папы-морского конька
Когда дело доходит до изменения гендерных стереотипов, морские коньки и их родственники должны быть одним из самых крайних примеров. Эти рыбы меняют традиционные роли мамы и папы, поскольку это единственные животные, у которых беременеют самцы.
Несмотря на то, что у рыб нет наружных гениталий, которые мы обычно ассоциируем с самцами и самками, мы все же можем различать их. Это потому, что мы классифицируем пол животных в соответствии с размером гамет (половых клеток), которые они производят. Самцы производят сперму (самые маленькие гаметы), а самки производят яйцеклетки (самые большие гаметы).
Но у морских коньков производители спермы также и беременеют. Самка переносит свои яйца в брюшной мешок самца, сделанный из модифицированной кожи.
Самец выпускает сперму для оплодотворения яйцеклеток по мере их поступления, прежде чем инкубировать их в течение 24 дней, пока они не родятся.
Исследование беременных отцов
Нам давно известно, что самцы морских коньков беременеют. Но до сих пор мы мало что знали о том, что на самом деле происходит внутри мужской сумки.
В новом исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале «Молекулярная биология и эволюция» как раз ко Дню отца, наша команда исследовала, вносят ли самцы морских коньков в потомство больше, чем просто сперму и контейнер для вынашивания эмбрионов.
Мы взяли образцы сумок самцов на разных стадиях беременности, а затем использовали новые технологии секвенирования ДНК, чтобы оценить, как меняется экспрессия генов сумок.
Впервые эти технологии были использованы для исследования всего течения беременности у любого животного. Это позволило нам изучить генетическую основу процессов, происходящих внутри беременной сумки.
Самцы морских коньков рожают сотни детенышей после непродолжительной беременности.
Руди Куитер, Aquatic Photographics, автор предоставленМы обнаружили, что беременность морского конька невероятно сложна: задействовано более 3000 различных генов. Когда мы подробно изучили их, мы обнаружили гены, участвующие во многих различных процессах. Мы даже обнаружили гены, позволяющие отцам морских коньков обеспечивать питательными веществами их развивающиеся эмбрионы.
В частности, отцы поставляют богатые энергией жиры и кальций, чтобы эмбрионы могли строить свои крошечные скелеты и костные кольца тела, которые располагаются прямо под кожей. Другие гены сумки помогают самцам удалять отходы, производимые эмбрионом, такие как углекислый газ и азот.
Папы морских коньков даже защищают эмбрионы от инфекции, производя антибактериальные и противогрибковые молекулы для защиты от патогенов.
Подготовка к родам
Рождение морского конька еще более загадочно, чем беременность морского конька, и мы были рады обнаружить, что некоторые из этих 3000 генов также готовят отца и эмбрионы к родам.
Примерно через неделю, вместо того, чтобы собирать больничную сумку, папы морских коньков начинают подавать сигналы вылупления. Эти сигналы заставляют эмбрионы вылупляться из своих тонких оболочек и свободно плавать внутри расплодной сумки.
По мере того, как эмбрионы занимают больше места, сумка начинает растягиваться, подобно животу беременной женщины. Гормон эстроген также принимает участие, и эти объединенные силы производят каскадные генетические сигналы, которые приводят к рождению.
Сколько потомства может родить папа-морской конек?Сходства между беременностями животных
Таким образом, отцы морских коньков становятся отличными «мамами», выполняя многие из тех же функций, что и самки млекопитающих во время беременности и родов. Поразительно, но многие гены морских коньков аналогичны генам других беременных животных.
Это удивительно, поскольку беременные млекопитающие, рептилии и другие рыбы инкубируют свои эмбрионы внутри половых путей самок.
Их беременность развивалась совершенно независимо от беременности морского конька, с разницей в миллионы лет, и тем не менее мы видим, что происходят одни и те же процессы.
Отцы морских коньков, как и человеческие мамы, должны убедиться, что они могут обеспечить кислородом и питательными веществами свои эмбрионы. Мы делаем это с плацентой внутри матки, а отцы морских коньков делают это с утолщенной кожей внутри мешочка, но мы использовали аналогичные генетические инструкции, чтобы добраться туда.
Все благодаря папе за рождение молодых морских коньков, которых здесь выращивают в лаборатории. Камилла Уиттингтон, автор предоставлен Наши результаты повышают вероятность того, что одни и те же гены неоднократно и независимо рекрутировались для беременности у позвоночных животных — замечательное проявление конвергентной эволюции.