Как самое странное млекопитающее на Земле стало таким необычным

Похожий одновременно на бобра и утку австралийский утконос, который часто считается самым странным млекопитающим в мире, демонстрирует множество странных характеристик. Теперь международная группа исследователей во главе с Копенгагенским университетом провела уникальное картирование генома утконоса и нашла ответы относительно происхождения некоторых из его странных особенностей.

Так, в частности, утконос откладывает яйца, но является млекопитающим, он беззубый, но с ядовитой шпорой, обладает перепончатыми лапками, светящимся мехом и 10 половыми хромосомами. С тех пор, как европейцы обнаружили утконоса в Австралии в конце 1700-х годов, это причудливое полуводное существо с утиным клювом сбило с толку ученых.

Современные исследователи все еще пытаются понять, как утконос, который часто считается самым необычным млекопитающим в мире, стал таким уникальным. Их понимание сейчас в значительной степени продвинулось, поскольку впервые удалось нанести на карту полный геном этого странного существа. Ученые отмечают, что полный геном не только дал некоторые ответы на вопрос о том, как возникли причудливые особенности утконоса, но и важен для улучшения понимания того, как развивались и другие млекопитающие, включая людей. 

Утконос принадлежит к древней группе млекопитающих - монотремам, которая существовала за миллионы лет до появления любого современного млекопитающего. «Действительно, утконос принадлежит к классу млекопитающих. Но генетически это смесь млекопитающих, птиц и рептилий. Он сохранил многие оригинальные черты своих предков, которые, вероятно, способствуют его успешной адаптации к окружающей среде, в которой они живут», - поясняют ученые. 

Одной из самых необычных характеристик утконоса является то, что, хотя он откладывает яйца, у него также есть молочные железы, которые используются для кормления своих младенцев, но не так, как другие млекопитающие - через соски, а через расширенные поры на животе. Молоко стекает по шерсти матери, скапливаясь в бороздках, и детеныши его слизывают.

В ходе эволюции люди потеряли все три так называемых гена вителлогенина, каждый из которых важен для производства яичных желтков. С другой стороны, у кур до сих пор все они имеются. Что же касается утконосов, то они до сих пор обладают одним из этих трех генов вителлогенина, несмотря на то, что потеряли два других примерно 130 миллионов лет назад. Именно благодаря оставшемуся гену, утконосы и продолжают откладывать яйца. Вероятно, это связано с тем, что он не так зависит от образования желтка, как птицы и рептилии, поскольку утконосы производят молоко для своих детенышей.

 У всех других млекопитающих гены вителлогенина были заменены генами казеина, которые отвечают за нашу способность производить казеиновый белок - основной компонент молока млекопитающих. Новое исследование установило, что утконос также несет гены казеина, и, таким образом, их молоко по составу очень похоже на коровье, человека и других млекопитающих. Это означает, что производство молока у всех существующих видов млекопитающих развивалось с помощью одного и того же набора генов, полученных от общего предка, который жил более 170 миллионов лет назад, вместе с ранними динозаврами в юрский период.

Другая особенность, которая делает утконоса настолько уникальным, заключается в том, что в отличие от подавляющего большинства млекопитающих он беззубый. Хотя ближайшие предки обладали зубами, современный утконос оснащен двумя роговыми пластинами, которые используются для размалывания пищи. Исследование показывает, что утконос потерял зубы примерно 120 миллионов лет назад, когда исчезли четыре из восьми генов, ответственных за развитие зубов.

Еще одна странность утконоса, исследованная учеными, заключалась в том, как определяется их пол. И у человека, и у любого другого млекопитающего на Земле есть две половые хромосомы, определяющие пол: хромосомная система X и Y, в которой XX - это женщина, а XY - мужчина. Однако утконосы могут похвастаться сразу 10 половыми хромосомами, связанными в один комплекс. Соответственно, комбинация XXXXXXXXXX даёт самку, а XYXYXYXYXY — самца.

Интересные факты об утконосе

• Утконос - эндемик восточной Австралии и Тасмании. Это охраняемый вид, который МСОП классифицирует как находящийся под угрозой исчезновения.

 

• Среди причин, по которым утконосы считаются млекопитающими: у них есть молочные железы, растут волосы и три кости в среднем ухе. Каждая черта помогает определить млекопитающее.
• Утконос принадлежит к отряду монотремных млекопитающих, названному так потому, что у монотрем есть единственное отверстие для мочеиспускания, дефекации и полового размножения.
• Животное прекрасно плавает и большую часть времени проводит в реках, охотясь на насекомых и моллюсков.
• Его характерный клюв заполнен электрическими датчиками, которые используются для обнаружения добычи в илистых руслах рек.
• У самца-утконоса есть ядовитая шпора позади каждой из задних ног. Яд достаточно ядовит, чтобы убить собаку, и используется, когда самцы сражаются за территорию.
• Исследование 2020 года показало, что мех утконоса флуоресцентный. Коричневый мех животного отражает сине-зеленый цвет при воздействии ультрафиолета.