Книдария как объект изучения EvoDevo

Какие методы исследований приоритетны для эволюционной биологии развития? В чем особенности книдарий? Почему гидра обладает высокой способностью к регенерации? Об этом рассказывает кандидат биологических наук Юлия Краус.

Что интересует людей, работающих в области эволюционной биологии развития? Почему они занимаются книдариями? Во-первых, генетическая основа формирования плана строения. Известно, что масса генов, которые вовлечены в регуляцию формирования плана строения позвоночных животных, в том числе и у нас, присутствует в геномах животных длительное время. Часть генов была обнаружена даже у одноклеточных, которым межклеточная сигнализация не нужна. А вот у книдарий практически все группы генов, которые участвуют в регуляции развития высших животных, присутствуют в полном объеме. Это интересно, потому что планы строения принципиально разные.

Другая интересная вещь — это стволовые клетки. Если брать практический аспект изучения стволовых клеток, то это нужно для развития регенерационной медицины, а мы регенерируем очень плохо, поэтому нужно изучить таксон, который регенерирует очень хорошо. Таким таксоном являются книдарии. Всем известны эксперименты с гидрой, когда ее можно разрезать на много кусочков, и из каждого будет регенерировать полип. За счет чего это происходит? За счет того, что клетки книдарий обладают способностью давать другие типы клеток организма. Например, эпителиальные клетки гидры все время дают другие эпителиальные клетки и при этом не стареют; а стволовые клетки, i-клетки, дают железистые, нервные, стрекательные и половые клетки. За счет этого у полипа гидры все время происходит смена клеток.

Когда книдарии развиваются, то это развитие не затеняется такими вещами, как дифференцировка клеток, формирование органов — то, что мы наблюдаем у позвоночных. Мы видим морфогенезы в чистом виде. То есть мы можем, сравнивая эти морфогенезы у разных представителей книдарий, понять, на основе каких закономерностей они могут эволюционировать. Как нужно поменять поведение клеток, чтобы, например, вместо эмиграции получилась инвагинация, то есть выгибание целого кусочка эпителия внутрь? Знание этих закономерностей может помочь нам разобраться с эволюцией морфогенезов у позвоночных животных.