Ribe su imale gene da se prilagode životu na kopnu - dok su još plivale morima 1

U boljem razumevanju ove daleke prošlosti mnogo mogu da nam pomognu fosili. Ribe s mesnatim perajama koje u osnovi podupire jedna kost – sarkopterigije – preselile su se u plitku vodu pre oko 375 miliona godina. Otprilike pet miliona godina kasnije, neke od njih pojavile su se na zemlji. Prva riba koja je peraju postavila na kopno mora da je imala barem neke fizičke osobine i genetičke modifikacije potrebne za to, ali istraživači nisu istražili kako i kada je došlo do ovih promena.

Tri studije objavljene u magazinu Cell pokušavaju da odgonetnu zagonetku – geni u današnjim ribama zamenili su fosile. Jedan niz tragova proistekao je iz studija o ribama po imenu zebrice, i to njihovih mutanata, omiljenog modela za proučavanje razvoja životinja. Istraživači su bili šokirani kada su otkrili mutante ove ribe koji su imali dve kosti nalik na kosti prednjih udova kopnenih životinja, zajedno sa mišićima, zglobovima i krvnim sudovima. Dva mutirana gena, vav2 i waslb, odgovorna su za ovu transformaciju. Oba gena kodiraju proteine koji su deo putanje koja kontroliše aktivnost proteina Hox11, regulatornih molekula koji, između ostalih funkcija, usmeravaju formiranje dve kosti podlaktice kod sisara. Kod riba, drugi proteini obično suzbijaju ekspresiju Hox11 i sprečavaju stvaranje tih kostiju. Ali mutacije, koje su istraživači ponovo stvorili koristeći CRISPR, svojevrsni editor gena, aktiviraju gorepomenutu putanju.

Ribe su imale gene da se prilagode životu na kopnu - dok su još plivale morima 2

Drugi niz genetičkih tragova potiče od živih predstavnika drevnih loza riba. Danas su žive samo dve grupe sarkopterigija: ribe dvodihalice i celekante. Pre oko 400 miliona godina, obe ove grupe su se odvojile od bazične linije koja je 30 miliona godina kasnije dale tetrapode. Današnji okeani su uglavnom naseljeni vrstama riba iz druge grupe koja je nastala pre oko 420 miliona godina: zrakoperkama.

Evolucioni genetičari sa univerziteta u Danskoj i Kini i njihove kolege sekvencirali su genome afričke ribe dvodihalice. Istraživači su takođe sekvencirali ribe mnogoperke, koje žive u plićaku tropskih afričkih reka, kao što je veslonos. Sve one su evoluirale mnogo ranije od teleosta, grupe koja danas dominira vodama sveta. Ako znaju kada se svaka od tih loza izdvojila od drugih, istraživači mogu da zaključe kada i gde su se određeni geni prvi put pojavili na porodičnom stablu riba.

Nijedna od sekvenciranih riba ne nalazi se na tačnoj grani koja je dovela do tetrapoda. Ipak, sve one imaju veći deo genetičke opreme potrebne za život na kopnu, uključujući većinu gena i regulatornu DNK potrebnu za izgradnju udova. Imaju i 11 gena koji su neophodni za stvaranje pluća.

Rezultati istraživanja pokazuju da se „mnogo toga za šta mislimo da je samo u kopnenim životinjama nalazi i u ribama“, kaže Gejdž Kramp, razvojni biolog sa Univerziteta u Južnoj Kaliforniji. Pronalaženje svih tih gena u sarkopterigijama i zrakoperkama znači da su ti genetički putevi morali biti prisutni kod njihovog zajedničkog pretka, pre oko 425 miliona godina. „Iznenađujuće je da su neki od ovih elemenata tako očuvani tokom tako dugog evolutivnog vremena“, kažu autori studije. Njihovi rezultati pokazuju i da su teleoste, nasuprot tome, izgubile veliki deo DNK koji je pripremio rane ribe za život na kopnu, osim putanje Hox11, izvestio je tim.

Genom riba dvodihalica nudi uvid u kasnije adaptacije riba koje su se desile na njihovom putu ka kopnenom životu. Neke od tih adaptacija uključuju DNK informacije za određivanje pet prstiju, povezivanje živaca sa mišićima udova i senzibilizaciju mozga da brzo reaguje. Ranije se smatralo da su svi ti geni jedinstveni za tetrapode.

Da sumiramo, istraživači smatraju da je prelazak na kopno podrazumevao tri ključna koraka. Sposobnost udisanja vazduha povremeno se pojavila kod zajedničkog pretka riba pre oko 425 miliona godina. Tada su razne evolutivne inovacije omogućile ribama sa sarkopterigijama da privremeno napuste vodu. Konačno, nakon što su se afričke ribe dvodihalice odvojile od sarkopterigija, zajednički predak kopnenih kičmenjaka stekao je druge karakteristike neophodne za život van vode.

U saradnji sa Centrom za promociju nauke, „Danas“ predstavlja izabrane priče sa naučnopopularnog portala elementarium.cpn.rs

close
Ribe su imale gene da se prilagode životu na kopnu - dok su još plivale morima 3

Prijavite se za
NJUZLETER

Svake subote u formi mejla biće Vam dostupan pregled nedelje koji za Vas biraju i komentarišu kolumnisti Danasa.

Vaša email adresa biće korišćena isključivo za potrebe slanja njuzletera u skladu sa Politikom privatnosti.

Podržite nas članstvom u Klubu čitalaca Danasa

U vreme opšte tabloidizacije, senzacionalizma i komercijalizacije medija, duže od dve decenije istrajavamo na principima profesionalnog i etičkog novinarstva. Bili smo zabranjivani i prozivani, nijedna vlast nije bila blagonaklona prema kritici, ali nas ništa nije sprečilo da vas svakodnevno objektivno informišemo. Zato želimo da se oslonimo na vas.

Članstvom u Klubu čitalaca Danasa za 799 dinara mesečno pomažete nam da ostanemo samostalni i dosledni novinarstvu u kakvo verujemo, a vi na mejl svako veče dobijate PDF sutrašnjeg broja Danas.