Από το νερό στην ξηρά.

Γενετική μελέτη ρίχνει φως στο μυστήριο για το πώς τα ψάρια μετακινήθηκαν από το νερό για να προσαρμοστούν στην ξηρά πριν από εκατομμύρια χρόνια.

Προηγούμενες έρευνες είχαν υποδείξει ότι τα ψάρια έκαναν ένα απότομο γενετικό άλμα προκειμένου να αποκτήσουν άκρα κατάλληλα για την ξηρά. Ωστόσο, αμερικανική ερευνητική ομάδα απέδειξε ότι δεν επρόκειτο για εξελικτική καινοτομία αλλά ότι η μετάβαση ήταν πολύ πιο βαθμιαία.

Της μελέτης που δημοσιεύεται στο Nature, προηγήθηκε η ανακάλυψη ενός απολιθώματοςπου περιγραφόταν ως ο χαμένος συνδετικός κρίκος μεταξύ των πτερυγίων και των άκρων. Τα απολιθωμένα υπολείμματα του Tiktaalik roseae αποκάλυψαν ένα ζώο με πτερύγια τα οποία, όμως, λειτουργούσαν υποστηρικτικά και στη γη. Το πλάσμα, το οποίο έζησε πριν από 380 εκατομμύρια χρόνια, «θολώνει τα όρια» ανάμεσα στα ζώα που ζουν στη θάλασσα και σε αυτά που βγήκαν στην ξηρά.

Ο Marcus Davis, επικεφαλής της εργασίας και επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο, τόνισε: «Το Tiktaalik και άλλα πρόσφατα ευρήματα σε απολιθώματα μας υποδεικνύουν ότι οι δομές που κάνουν τα ζώα της ξηράς μοναδικά –χέρια και δάχτυλα- απλά δεν εμφανίστηκαν από το πουθενά».

Αυτό έρχεται σε αντίθεση με προηγούμενες γενετικές έρευνες που συμπέραναν μια απότομη μετάβαση από τα πτερύγια στα άκρα. Αυτές οι μελέτες εστίαζαν στα γονίδια Hox, τα οποία παίζουν πρωτεύοντα ρόλο στην ανάπτυξη των άκρων. Οι επιστήμονες είχαν διερευνήσει την εκδήλωση των γονιδίων σε αναπτυσσόμενα άκρα ζώων της ξηράς (τετράποδα) και στα αναπτυσσόμενα πτερύγια ενός ψαριού-ζέμπρα, που συχνά χρησιμοποιείται σε εμβρυολογικές μελέτες.

Όπως εξήγησε ο Dr Davis, «αυτές οι έρευνες έδειξαν ότι στα τετράποδα υπάρχουν δύο ξεχωριστές φάσεις των γονιδίων Hox που ενεργοποιούνται: η πρώτη φάση στην αρχή της ανάπτυξης και μετά μία δεύτερη χαρακτηριστική φάση που συμμετέχει στον σχηματισμό δαχτύλων. Αλλά αν παρατηρήσεις την ανάπτυξη ενός ψαριού-ζέμπρα, έχει την πρώτη φάση αλλά δεν έχει αυτή την δεύτερη χαρακτηριστική φάση. Βασισμένοι σε αυτό, η υπόθεση ήταν ότι η δεύτερη φάση της εκδήλωσης των Hox πρέπει να ήταν εξελικτική καινοτομία που σχετιζόταν με την καταγωγή των χεριών και των ποδιών».

Ωστόσο, ο Dr Davis και οι συνάδελφοί του αποφάσισαν να επαναλάβουν τα τεστ, αυτή τη φορά χρησιμοποιώντας πολύδοντο, του οποίου το πτερύγιο έχει παρόμοιο σχήμα με αυτά των πρωτόγονων ψαριών. «Βρήκαμε μια πολύ ξεκάθαρη δεύτερη φάση στα πτερύγια και αυτό μας λέει ότι η δεύτερη φάση-κλειδί της εκδήλωσης των Hox είναι στην πραγματικότητα ένα πολύ πιο αρχαίο μοντέλο ανάπτυξης. Φαίνεται ότι μερικά ψάρια είχαν πάντα αυτό το γενετικό εργαλείο να τροποποιούν τα πτερύγιά τους».

Το γιατί κάποια από αυτά τα πρωτόγονα ψάρια εξελίχθηκαν για να ζήσουν στην ξηρά ενώ άλλα προτίμησαν να παραμείνουν στο νερό, εξαρτήθηκε κυρίως από το περιβάλλον. Μια αλλαγή στο οικοσύστημα από τα βαθιά νερά σε ρηχά ποταμάκια μπορεί να οδήγησε μερικά ψάρια να χρησιμοποιήσουν τη γενετική τους δυνατότητα να δημιουργούν άκρα.

focusmag