Костный мозг – загадочное и не до конца изученное приобретение высших животных. Детали его работы и этапы эволюции до сих пор вызывают у ученых множество вопросов. Ответить на некоторые из них, касающиеся первых этапов появления этого интереснейшего объекта, попыталась команда французских и шведских исследователей.
Eusthenopteron. Реконструкция Günter Bechly.
Палеонтологи университета Упсалы и Европейского центра синхротронных исследований обнаружили несомненные остатки костного мозга в плечевой кости Eusthenopteron – девонской кистеперой рыбы, обладавшей некоторыми чертами строения ранних тетрапод. Датируемый возрастом 370 млн лет образец может считаться первым костным мозгом в истории.
Стоит напомнить, что у млекопитающих и птиц костный мозг размещается в полостях длинных костей конечностей и играет важную роль в процессах кроветворения и обеспечения иммунной защиты организма. В теле здорового взрослого человека, например, костный мозг ежедневно производит от ста миллиардов до одного триллиона новых кровяных клеток. У рыб же некий аналог костного мозга присутствует в костях черепа некоторых таксонов, но его функции намного уже, а активность – слабее.
Изучив с помощью трехмерной микротомографии, не повреждающей образец, плечевую кость Eusthenopteron, исследователи обнаружили в ней уже вполне сформировавшийся костный мозг. В частности, мощный пучок синхротрона высветил внутренние полости кости, расположенные в ней каналы кровеносных сосудов и даже молодые клетки крови.
«Мы обнаружили, что костный мозг, безусловно, сыграл важную роль в удлинении плавниковых костей, воздействуя на них через сложное взаимодействие с губчатой тканью кости, – рассказала исследователь университета Упсалы Софи Санчес. – Эти внутренние взаимодействия, известные по молекулярным экспериментам над современными млекопитающими, оказывается, являются примитивными для всех четвероногих».
Открытие костного мозга у ранних предков тетрапод очень важно для понимания эволюционных шагов, которые привели к формированию тетраподной архитектуры костей конечностей и возникновению сложной и функционально важной ткани, которой является костный мозг. Оно стало также впечатляющей демонстрацией возможностей синхротронной микротомографии, пишет Science Daily.
«Без 3D-информации, предоставленной синхротроном, мы никогда не смогли бы понять внутреннюю организацию пространства мозга, – отметил Пер Альберг из университета Упсалы. – Если вырезать кусочек из кости, это непоправимо повредило бы образец и мы увидели бы лишь неинформативные шаблоны отверстий на поверхности разреза. С помощью синхротрона мы можем обозреть всю внутреннюю структуру кости и понять, как организовано развитие мозга, вообще не причиняя каких-либо повреждений кости».
Статья The humerus of Eusthenopteron: a puzzling organization presaging the establishment of tetrapod limb bone marrow опубликована порталом Proceedings of the Royal Society B.
Doi: 10.1098/rspb.2014.0299
