Πριν από περίπου 365 εκατομμύρια χρόνια, παράξενα πλάσματα σαν ψάρια βγήκαν πρώτα στα ρηχά και σταδιακά επεκτάθηκαν στην απάτητη στεριά. Σε αυτό το κρίσιμο βήμα της εξέλιξης, κεντρικό ρόλο έπαιξε η απώλεια δύο γονιδίων που ήταν απαραίτητα για την κολύμβηση με πτερύγια, αποκαλύπτουν πειράματα στον Καναδά.
Οι πρωτοπόροι της ξηράς ήταν ψάρια ή έμοιαζαν με αυτά και είχαν οκτώ δάχτυλα σε κάθε «πόδι», πριν η εξελικτική πίεση μειώσει τελικά τον αριθμό τους σε πέντε δάχτυλα το πολύ.
Οι εξελικτικοί βιολόγοι γνώριζαν ότι αυτά τα πρωτόγονα πόδια είχαν προέλθει από τα πτερύγια των ψαριών, ωστόσο οι γενετικές λεπτομέρειες της μεταμόρφωσης παρέμεναν ως σήμερα ασαφείς.
Μια πιθανή απάντηση προσφέρει τώρα στο περιοδικό Nature η ομάδα της Μαρί-Αντρέ Ακιμένκο στο Πανεπιστήμιο της Οτάβα στον Καναδά.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν τέσσερα γονίδια που ρυθμίζουν την ανάπτυξη των «ακτινοτρίχιων», σκληρών ινών που σταθεροποιούν το σχήμα των πτερυγίων.
Η ομάδα της Ακιμένκο απενεργοποίησε δύο από τα γονίδια αυτά σε έμβρυα του τροπικού ψαριού-ζέβρα (Danio rerio), ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο πειραματόζωο. Τα γενετικά τροποποιημένα ψάρια ανέπτυξαν πτερύγια χωρίς ακτινοτρίχια, τα οποία ήταν ατελή και ζαρωμένα.
Ακόμα σημαντικότερη ήταν η παρατήρηση ότι η απενεργοποίηση των δύο γονιδίων οδήγησε σε παθολογική έκφραση (λειτουργία) άλλων γονιδίων που σχετίζονται με την ανάπτυξη των άκρων στα τετράποδα. Και η υπερλειτουργία αυτών των γονιδίων σε άλλα ζώα φαίνεται ότι οδηγεί στην εμφάνιση επιπλέον δακτύλων, όπως στα πρώτα, οκταδάκτυλα «ψάρια» που αποίκισαν την ξηρά.
Οι υποψίες των ερευνητών επιβεβαιώθηκαν όταν διαπίστωσαν ότι τα δύο γονίδια υπάρχουν μεν στους χονδριχθύες και τους οστεϊχθύες, τις δύο βασικές ομάδες των ψαριών, απουσιάζουν όμως από όλα τα τετράποδα.
H σημαντική αυτή μελέτη προσφέρει μεν ισχυρές ενδείξεις για τη σχέση των δύο γονιδίων με τη μετάβαση στην ξηρά, ωστόσο δεν αρκεί για να αποδείξει σχέση αιτίας-αποτελέσματος.
«Η πραγματική ερώτηση είναι: χάσαμε αυτά τα γονίδια επειδή σταματήσαμε να χρησιμοποιούμε πτερύγια, ή αντίθετα χάσαμε τα πτερύγια επειδή χάσαμε τα γονίδια;» σχολιάζει στο δικτυακό τόπο του Nature ο Άλεξ Μέγιερ του Πανεπιστημίου της Κοστάνζ, ανεξάρτητος ειδικός στην εξέλιξη των ψαριών.
Το ερώτημα μένει βέβαια αναπάντητο, ωστόσο η μελέτη καταδεικνύει ότι «η απώλεια γονιδίων είναι στην πραγματικότητα μια δημιουργική δύναμη στην εξέλιξη», όπως εκτιμά ο Δρ Μάγιερ.
Περισσότερα στοιχεία ίσως προκύψουν από τη νέα φάση των πειραμάτων, στην οποία οι ερευνητές θα προσπαθήσουν να εισάγουν τα γονίδια των ψαριών σε ποντίκια για να δουν πώς θα αναπτυχθούν τα άκρα τους.
Σχόλια