Greške u „kopiranju“ su dovele do letenja insekata, kamuflaže oktopoda i ljudske kognicije

Foto: Pixabay/brett_hondow

Bila je to revolucionarna adaptacija za to vreme, koja je postavila osnovni telesni plan koji će većina složenih životinja, uključujući ljude, naslediti, piše Phys.org.

To neupadljivo stvorenje je živelo u drevnim morima, verovatno puzeći po morskom dnu. Bio je to poslednji zajednički predak bilateralija, velike supergrupe životinja koja uključuje kičmenjake (ribe, vodozemce, gmizavce, ptice i sisare) i beskičmenjake (insekte, zglavkare, mekušce, crve, bodljokošce i mnoge druge).

Preporučujemo

Na današnji dan se više od 7.000 grupa gena može pratiti unazad do poslednjeg zajedničkog pretka bilateralija, kaže studija Centra za genomsku regulaciju u Barseloni o 20 bilateralnih vrsta, uključujući ljude, ajkule, vodene cvetove, stonoge i oktopode.

Studija je otkrila da su životinje preoblikovale gotovo polovinu ovih drevnih gena radi upotrebe u određenim delovima tela, naročito u mozgu i reproduktivnim tkivima. Ovi nalazi su iznenađujući zato što drevni, sačuvani geni obično imaju fundamentalne, bitne funkcije neophodne u mnogim delovima tela.

Kad su pažljivije pogledali, istraživači su pronašli niz srećnih grešaka u kopiranju tokom evolucije bilateralija. Na primer, postojao je značajan momenat u ranoj istoriji kičmenjaka. Grupa gena specifičnih za tkiva prvo se pojavila istovremeno sa dve kopije celog genoma.

Životinje su mogle da zadrže jednu kopiju fundamentalnih funkcija, a druga kopija se mogla koristiti kao materijal za evolucionu inovaciju. Ovakvi događaji, u različitoj razmeri, dešavali su se stalno tokom evolucije bilateralija.

„Naši geni su obimna biblioteka recepata koji mogu biti spravljani na različite načine radi stvaranja ili menjanja tkiva i organa. Zamislite da imate originalnu verziju nekog jela, dok evolucija eksperimentiše sa dodatnom kopijom“, kažu naučnici.

Istraživači su pronašli mnogo primera novih funkcija pocezanih sa tkivima koje su omogućene specijalizacijom predačkih gena. Na primer, TESMIN i tomb geni, koji potiču od istog pretka, postali su nezavisni sa specijalizovanom ulogom u testisu kičmenjaka i insekata. Njihov značaj ističe činjenica da problemi sa ovim genima mogu poremetiti proizvodnju spermatozoida, utičući na plodnost i kod miševa i kod vinskih mušica.

Specijalizacija predačkih gena takođe je postavila izvesne temelje za razvoj složenih nervnih sistema. Na primer, kod kičmenjaka su pronađeni geni bitni za formiranje mijelinskog omotača oko nervnih ćelija, bitnog za brz prenos nervnih signala. Kod ljudi je takođe identifikovan FGF17, za koji se smatra da ima važnu ulogu u očuvanju kognitivnih funkcija tokom starenja.

Kod insekata su određeni geni specijalizovani u mišićima i u epidermisu za formiranje kutikula, doprinoseći njihovoj sposobnosti da lete. U koži oktopoda, drugi geni su specijalizovani za percepciju svetlosnih stimulusa, doprinoseći njihovoj sposobnosti da menjaju boju, da se kamufliraju i da komuniciraju sa drugim oktopodima.

Izučavajući evoluciju vrsta na nivou tkiva, studija pokazuje da su promene u načinu korišćenja gena u različitim delovima tela imale veliku ulogu u stvaranju novih i jedinstvenih odlika životinja. Drugačije rečeno, kad geni počnu da deluju u određenim tkivima, to može dovesti do razvoja novih fizičkih odlika ili sposobnosti, što doprinosi evoluciji životinja.

„Naš rad pokazuje da geni koji su bitni za opstanak i očuvani milionima godina takođe mogu lako dobiti nove funkcije u evoluciji koja balansira između očuvanja vitalnih uloga i pronalaženja novih puteva“, kažu autori.

(Telegraf Nauka/Phys.org)