„Naujas tyrimas patvirtina idėją, kad pirmieji gyvūnai buvo stebėtinai sudėtingi, galbūt aprūpinti raumenimis ir nervų sistema.
Viena didžiausių transformacijų gyvybės istorijoje įvyko daugiau, nei prieš 600 milijonų metų, kai iš vienaląsčio organizmo atsirado pirmieji gyvūnai. Dėl savo daugialąsčių kūnų gyvūnai išsivystė į stulbinančias formas, tokias, kaip banginiai, sveriantys 200 tonų, paukščiai, skrendantys šešias mylias į dangų.
Mokslininkai ilgai domėjosi, kokie buvo pirmieji gyvūnai, įskaitant klausimus apie jų anatomiją ir tai, kaip jie rado maistą. Trečiadienį paskelbtame tyrime mokslininkai rado gundančių atsakymų mažai žinomoje želatininių būtybių grupėje, vadinamoje šukų drebučiais. Nors pirmieji gyvūnai tebėra paslaptis, mokslininkai išsiaiškino, kad šukų drebučiai priklauso giliausiai gyvūnų šeimos medžio šakai.
Diskusijos dėl gyvūnų kilmės tęsiasi dešimtmečius. Iš pradžių mokslininkai daugiausia rėmėsi iškastiniais įkalčiais. Seniausios galutinės gyvūnų fosilijos datuojamos maždaug 580 milijonų metų, nors kai kurie tyrinėtojai teigė radę dar senesnių. Pavyzdžiui, 2021 metais Kanados paleontologė Elizabeth Turner pranešė radusi 890 milijonų metų senumo galimų kempinių fosilijų.
Kempinės būtų prasmingos, kaip seniausias gyvūnas. Tai paprasti padarai, neturintys raumenų ar nervų sistemos. Jie prisitvirtina prie vandenyno dugno, kur filtruoja vandenį per porų labirintą, sulaikydami maisto gabalėlius.
Tiesą sakant, kempinės yra tokios paprastos, kad gali nustebinti, kad jos apskritai yra gyvūnai, tačiau jų molekulinė sudėtis atskleidžia jų giminystę. Jie gamina tam tikrus baltymus, tokius, kaip kolagenas, kuriuos gamina tik gyvūnai. Be to, jų DNR rodo, kad jie yra labiau susiję su gyvūnais, nei su kitomis gyvybės formomis.
Nuo 1990-ųjų, kai mokslininkai rinko DNR iš daugiau gyvūnų rūšių, jie bandė nupiešti gyvūnų šeimos medį. Kai kurių tyrimų metu kempinės atsidūrė ant giliausios medžio šakos. Pagal šį scenarijų gyvūnai sukūrė nervų sistemą tik tada, kai kempinės išsišakoja.
Tačiau 2000-ųjų pradžioje kiti mokslininkai padarė stebėtinai kitokią išvadą. Jie išsiaiškino, kad giliausia gyvūnų šaka buvo šukų drebučiai – ploni, ovalūs padarai, kurie dažnai augina savitas vaivorykštės juostas, mirgančias gilaus vandenyno tamsoje.
Daugelis ekspertų nenorėjo sutikti su tokia išvada, nes tai reiškė, kad gyvūnų evoliucija buvo keistesnė, nei jie suprato. Viena vertus, šukos drebučiai nebuvo tokie paprasti kaip kempinės. Jie turi nervų sistemą: neuronų tinklas, besisukantis aplink jų kūną, valdo jų raumenis.
Kad išspręstų diskusiją su drebučiais prieš kempinę, mokslininkai iš viso pasaulio surinko DNR iš daugiau vandenyno gyvūnų rūšių. Ir užuot žiūrėję į atskirus genus, mokslininkai išsiaiškino, kaip sekti visus genomus.
Tačiau naujų duomenų lavina nesugebėjo išspręsti diskusijų. Kai kurie mokslininkai sumontavo medį, kurio giliausia šaka buvo kempinės, o kiti – su šukų drebučiais.
Naujasis tyrimas, paskelbtas žurnale Nature, rėmėsi nauju metodu, kaip naudoti DNR gyvūnų evoliucijai sekti.
Ankstesniuose tyrimuose mokslininkai ištyrė, kaip tam tikros mutacijos atsiranda skirtingose gyvūnų šakose. Dėl mutacijos viena genetinė raidė, vadinama baze, gali persijungti į kitą raidę. Tada tą mutaciją paveldės gyvūno palikuonys.
Tačiau šios mutacijos gali būti nepatikimi istorijos žymenys. Bazė gali pereiti iš vienos raidės į kitą, o po milijonų metų ji gali persijungti į pradinę. Arba ta pati bazė gali persijungti į tą pačią raidę dviejose nesusijusiose linijose. Ta lygiagreti evoliucija sukuria iliuziją, kad dvi giminės yra glaudžiai susijusios.
Naujajame tyrime Vienos universiteto evoliucijos biologas Darrinas Schultzas ir jo kolegos pažvelgė į kitokio pobūdžio genetinius pokyčius. Retais atvejais didžiulė DNR dalis netyčia perkeliama iš vienos chromosomos į kitą.
Ši didžiulė mutacija mažiau apgaus mokslininkus. Tikimybė, kad tiksliai ta pati DNR dalis persikelia į tą pačią vietą antrą kartą, yra astronomiškai maža. Taip pat beveik neįmanoma, kad tas gabalas galėtų grįžti tiksliai į tą vietą, iš kurios jis atkeliavo.
„Tai tiesioginis įrodymas to, kas nutiko“, – sakė daktaras Schultzas.
Jo komanda stebėjo genetinės medžiagos judėjimą devynių gyvūnų, taip pat trijų vienaląsčių gyvūnų giminaičių chromosomose. Jie rado daugybę DNR gabalėlių tiksliai toje pačioje vietoje kempinių ir kitų gyvūnų genomuose. Tačiau šie gabaliukai buvo kitokioje padėtyje šukų drebučiuose ir vienaląsčiuose gyvūnų giminaičiuose. Ši išvada paskatino daktarą Schultzą ir jo kolegas padaryti išvadą, kad šukų drebučiai pirmiausia atsiskyrė nuo kitų gyvūnų.
„Tai naujas žvilgsnis su nauju požiūriu į klausimą“, – sakė tyrime nedalyvavęs Vanderbilto universiteto evoliucijos biologas Antonis Rokas.
2021 m. atliktame tyrime daktaras Rokas ir jo kolegos taip pat pasisakė už šukų drebučius. Jis sakė, kad nauja analizė suteikė tvirtą patvirtinimą.
„Išmokau niekada nesakyti, kad diskusijos baigtos“, – sakė daktaras Rokas. "Bet tai judina adatą."
Tyrimas iškelia intriguojančias naujas galimybes, kaip atrodė bendras gyvų gyvūnų protėvis. Jei šukų drebučiai su nervų sistema ir raumenimis yra giliausia gyvūnų medžio šaka, tai ankstyvieji gyvūnai galėjo būti ne paprasti ir ne kempiniški. Jie taip pat turėjo nervų sistemą ir raumenis. Tik vėliau kempinės apleido savo nervų sistemą.
Daktaras Schultzas perspėjo negalvoti apie šukų drebučius, kaip gyvas fosilijas, nepakitusias nuo pat gyvūnų aušros. „Kažkas, kas gyva šiandien, negali būti kito kažko gyvo šiandien protėvis“, – sakė jis.
Vietoj to, dabar mokslininkai nori tirti drebučius, kad pamatytų, kuo jų nervų sistemos panašios ir skiriasi nuo kitų gyvūnų nervų sistemos. Neseniai Oksfordo Brukso universiteto ląstelių biologė Maike Kittelmann ir jos kolegos užšaldė šukos drebučių lervas, kad galėtų mikroskopiškai apžiūrėti jų nervų sistemą. Tai, ką jie pamatė, juos suglumino.
Visoje gyvūnų karalystėje neuronai paprastai yra atskirti vienas nuo kito mažyčiais plyšeliais, vadinamais sinapsėmis. Jie gali bendrauti per tarpą, išleisdami chemines medžiagas.
Tačiau kai daktarė Kittelmann ir jos kolegos pradėjo tikrinti šukos drebučių neuronus, jiems sunkiai sekėsi rasti sinapsę tarp neuronų. „Tuo metu mums atrodė: Tai įdomu“, – sakė ji.
Galiausiai jiems nepavyko rasti jokių sinapsių tarp jų. Vietoj to, šukų drebučių nervų sistema sudaro vieną ištisinį tinklą.
Kai daktarė Kittelmann ir jos kolegos praėjusį mėnesį pranešė apie savo atradimus, jie spėliojo dar vieną gyvūnų kilmės galimybę. Šukų drebučiai galėjo sukurti savo keistą nervų sistemą, nepriklausomai nuo kitų gyvūnų, naudojant tuos pačius statybinius blokus.
Dr. Kittelmann ir jos kolegos dabar tikrina kitų rūšių šukų drebučius, kad įsitikintų, ar ši idėja pasitvirtina. Tačiau jie nenustebs, kad vėl nustebs. „Jūs neturite nieko manyti iš anksto“, - sakė ji."
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą