Різниця в рості ембріонального тіла змії та її кишечника може пояснити, чому її перші клубки постійно повернуті вправо.
Коли ембріон змії росте всередині свого яйця, його все більш видовжене тіло згортається в спіраль, перш ніж у нього з’являться м’язи для руху. Нові дослідження показують, що кишечник допомагає у формуванні перших вен, підтримуючи тіло, яке росте швидше, ніж сам кишечник.
Міжнародна група під керівництвом канадських дослідників виявила докази того, що ця невідповідність у рості закручує ембріон у праву спіраллю. Їхнє дослідження, опубліковане 31 серпня 2026 року в Сучасна біологіяця здатність згортатися пов’язана з тим фактом, що змії перед нерестом розвивають найдовші тіла серед усіх хребетних.
Зростаюче тіло, закрите своїм кишечником
Дослідники простежили цей механізм до незвичайної структури всередині ембріона, яка була виявлена за допомогою комп’ютерної томографії, виконаної колегою доктором Раулем Діасом з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі. КТ використовує рентгенівські промені, щоб показати внутрішні структури.
«Томографія ембріона змії, зроблена Раулем, виявила структуру, якої ми раніше не бачили, ¾ кишкової колони, що тягнеться від спіралі тіла», — каже старший автор і керівник групи доктор Тецуто Міясіта, еволюційний біолог з Канадського музею природи. «Є кишка, відокремлена від решти тіла, оточена нитками кровоносних судин жовтого жовтка».
Коли плід швидко росте, його кишечник не встигає.
«Таким чином вони відокремлюють кишку, що повільно зростає, і тепер вона охоплює подовжене тіло. Тіло крутиться й повертається», — пояснює Міясіта. «Ця сила обертання спрямована так, що ембріони ростуть на протилежній стороні жовтка. А жовток завжди знаходиться зліва від ембріона, тому ембріон завжди згорнутий праворуч».
«Це схоже на те, що ви регулюєте довжину ремінця та регулюєте довгу сторону петлі обертів петлі», — каже він.
Ембріони змій можуть змінювати напрямок обертання
Пошук фізичного пояснення групою почався зі спостереження, що протягом перших кількох тижнів після відкладання яєць ембріони змій згортаються тільки правою рукою або від голови до хвоста.
«На цих стадіях у ембріонів немає м’язів, щоб рухатися разом з ними, тому різні сили скручують їх вправо», — говорить провідний автор Олександра Вебер, яка зараз є аспіранткою зоології в Університеті Британської Колумбії. «Але ми не знали, що змусить їх це зробити».
У міру розвитку ембріон, що росте, змінює своє положення, тоді як жовток зменшується. Їхні м’язи розвиваються, що дозволяє їм змінювати напрямок своїх коліс.
«Деякі залишаються на правих колесах, але деякі повертаються на ліві», — каже Вебер. «Отже, половина цих ембріонів близькі до правшів, а інша половина — лівші».
Шукайте знаки рук на фотографіях ембріонів
Набір зображень, які виявили цю закономірність, походить від карантину через COVID 2020, коли Міясіта працювала у своєму домашньому офісі, намагаючись створити дослідницький проект, який студенти могли б виконувати без доступу до лабораторії чи музею.
«Тоді лампочка спалахнула. Це захоплення асиметрією у формах тварин я успадкував від свого доктора філософії. Тож кожного разу, коли я бачив фотографії ембріонів змій у газетах, я задавався питанням, чи були вони правшами чи лівшами у своєму згортанні».
За його вказівкою Вебер, який тоді навчався в Карлтонському університеті, і ще двоє студентів Оттавського університету надіслали запит на зображення електронною поштою та провели пошук у науковій літературі та базах даних музейних колекцій.
«Ми сфотографували понад 900 ембріонів 39 змій та інших безплідних видів лускоподібних. Це статистично надійна вибірка», — каже Міясіта. Лускоподібні — це група рептилій, до якої входять змії та ящірки.
«Вчені довго задавалися питанням, як і чому змії отримали свої дивні форми тіла. Щоб відповісти на це питання, їм довелося заглибитися в складні генетичні дослідження, вивчаючи гени Hox, енхансери тощо». «Це ключові висновки. Але тут, після карантину через COVID, ми відкрили таємницю змії за допомогою неймовірно простого підходу — просто погортайте альбом ембріонів змій і запишіть, як вони згортаються, і добре подивіться на їхню анатомію».
«Все почалося з цікавості, чи є у змій «руки». Було цікаво стежити за цим, аж до глибшого розуміння їхньої еволюції», — каже Вебер.
Чи може зростання пояснити спіралі інших тварин?
Тепер дослідники сподіваються побачити, чи зможе їхня модель пояснити, як інші спіралі розвиваються у тварин.
«Існує таємниця спіралей, і ми тільки починаємо розуміти, як ці форми утворюються у тварин, як-от наш кишечник, зміїна луска, а тепер ці чудово згорнуті зміїні ембріони», — каже Вебер.
«Ці головоломки викликають нашу цікавість. Зрештою, спіральні форми в природі надихнули людину на створення творів, від пасти з ротанга до стовпа перукаря чи навіть біблійної «Вавилонської вежі», — каже Міясіта.
«Зараз ми відкриваємо можливість розробки цієї моделі для пояснення інших спіральних форм у природі», — додає він.
Посилання: «Як згортаються ембріони змій» Александра Вебер, Джилліан Вотсон, Алексіс Арванітіс-Віно, Кейтлін Меса, Чарнеша Е. Вільямс, Ніколас Ді-Поі, Рауль Е. Діас і Тецуто Міясіта, 31 серпня 2026 р. Сучасна біологія.
DOI: 10.1016/j.cub.2026.07.078
Ніколи не пропустіть прорив: приєднуйтесь до інформаційного бюлетеня SciTechDaily.
Слідкуйте за нами в Google і Google News.
