Слуховая система есть у самых разных живых существ, обитающих на нашей планете, в том числе у птиц, насекомых и земноводных. Но только млекопитающие обладают такой особенностью, как наружное ухо. Оно состоит из ушной раковины, «собирающей» окружающие звуковые волны, и слухового прохода, фокусирующего звуки на барабанной перепонке.
Эволюция наружных ушей долгое время оставалась малоизученной, так как хрящевые ткани не сохраняются среди окаменелостей ископаемых животных. Однако совсем недавно группе генетиков и биологов-эволюционистов из Университета Южной Калифорнии удалось достичь значительного прогресса в этом вопросе. Они сравнили образцы, полученные из жабр и скелета рыб данио-рерио (этот вид часто используют для биологических исследований из-за генетической близости к людям) с хрящевой тканью наружного уха человека и обнаружили интересные закономерности.
В январе этого года в журналах Science и Nature были опубликованы дополняющие друг друга исследования. В первом из них биологи определили наличие липидов в составе ушной хрящевой ткани. Во втором же установили, что наружные уши млекопитающих формируются по тем же генетическим механизмам, что и жабры у рыб.
Команда биологов Калифорнийского университета под руководством Максима Пликуса, изучавшая ушные раковины мышей, случайно обнаружила неизвестную ранее хрящевую ткань. Анализ показал, что этот хрящ содержит большое количество липидов, что противоречило общепринятому ранее научному знанию.
Липидные хрящи оказались более прочными, чем обычные хрящевые ткани, но при этом столь же эластичными. Клетки этого типа не обновляются — подобно защитной пузырчатой пленке, на протяжении всей жизни они поддерживают структурную целостность наружного уха. Дальнейшие исследования показали, что обнаруженный вид ткани содержится также в носу и гортани млекопитающих. Ее удалось найти у опоссумов, летучих мышей и даже людей.
Из 14 ключевых последовательностей ДНК, обнаруженных в человеческом ухе, 5 присутствовало также в жаберных тканях рыб, тогда как во всех остальных хрящах — лишь одна. В ходе исследования ученые внедрили последовательности генов из наружного уха человека рыбам данио-рерио, а генетический материал рыб — в эмбрионы мышей. Как в одном, так и в другом случае ткани развивались совершенно нормально, то есть организм попросту «не заметил» подмены.
Какая нам польза от всех этих, казалось бы, совершено не связанных с сегодняшней повседневной жизнью исследований? Самая прямая: данные, полученные в результате обоих исследований, поспособствуют развитию медицины и помогут разработать новые методы для челюстно-лицевой хирургии. С одной стороны, ученые лучше поймут состав и структуру хрящевых тканей в организме человека, с другой — научатся выращивать замещающие хрящи из стволовых клеток. Как результат: множество людей, получивших ожоги, ранения и травмы, получат шанс на выздоровление и улучшение качества жизни.
