Europejscy naukowcy rzucaja swiatlo na kontrowersyjne elementy ewolucji wykorzystujac wieloszczety
Naukowcy z Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL) w Heidelbergu pracują nad badaniami, które, według nich wykażą podobną złożoność genów małego wieloszczeta do genów ludzkich. Odkrycie to, ostatnio opublikowane w czasopiśmie naukowym "Science", podważa klasyczną teorię mówiącą, że ewolucja w stronę wyższych form życia wiąże się z coraz większą złożonością genów. Badania przedstawiają dowody sugerujące, że podstawowy program genetyczny wyższych form życia jest tak stary jak samo życie. Zdaniem naukowców z EMBL pierwsze zwierzęta miały geny o stopniu złożoności zbliżonym do genów człowieka, a w toku ewolucji rodzaj ludzki zachował charakterystykę tego pradawnego przodka, zagubioną u szybciej ewoluujących gatunków zwierząt. W celu ustalenia wyglądu zwierząt z wczesnych stadiów ewolucji naukowcy zwykle patrzą na ich następców. To jest trudne przy porównywaniu słabo spokrewnionych gatunków, takich jak ludzie i muchy. W takich przypadkach pomocne jest przyjrzenie się żyjącym organizmom, które zachowały wiele cech swoich przodków. Zespół EMBL pod kierownictwem Detleva Arendta skoncentrował się na małych wieloszczecie znanym pod nazwą Platynereis dumerlii i jego kopalnym przodku. Do niedawna takie porównania mogły być dokonywane wyłącznie poprzez analizę cech fizycznych, takich jak struktura kości, zębów lub tkanek. Ale teraz sekwencjonowanie DNA pozwala naukowcom na porównywanie kodu genetycznego i odczytywanie z niego historii ewolucji. W ten sposób międzynarodowe konsorcjum składające się z naukowców z EMBL, Wielkiej Brytanii, Francji i Stanów Zjednoczonych dokonało sekwencjonowania części genomu Platynereis. Florian Raible, naukowiec wykonujący większość analiz komputerowych, powiedział: - Fragment genów Platynereis, któremu udało nam się przyjrzeć, opowiada bardzo czytelną historię. Geny tego organizmu są bardzo podobne do genów człowieka. Jest to zupełnie inny obraz niż widziany przez nas w przypadku szybko ewoluujących gatunków, jakie badaliśmy dotychczas. Dr Raible brał również udział w badaniach, które mogą przerwać istniejące naukowe kontrowersje wokół rewolucji. Geny zwierają kody do syntezy białek. Jednak w 1977 r. odkryto nowe zjawisko: introny. Wśród aktywnych lub ulegających ekspresji segmentów genów ("eksony"), geny bardziej rozwiniętych ewolucyjnie wielokomórkowych roślin i zwierząt również zawierają dodatkowe porcje niekodujących sekwencji DNA, nie mających żadnego wyraźnego celu. Introny prawie nigdy nie pojawiają się w komórkach prokariotycznych, rzadko też występują w jednokomórkowych eukariotach. Liczba intronów w genach również różni się znacznie u zwierząt: podczas gdy ludzie mają wiele intronów w genach, wspólne modele zwierzęce, na przykład much, mają ich mniej. Ta informacja doprowadziła niektórych naukowców do założenia, że z ewolucyjnego punktu widzenia prostsze geny (much) są starsze. Proste organizmy nie mają wcale intronów albo ich niewielką liczbę, ponieważ te elementy zostały dodane w toku ewolucji. Teraz badania EMBL ujawniły coś przeciwnego: wcześnie powstałe gatunki zwierząt miały dużo intronów, a te szybko ewoluujące, takie jak muchy, utraciły większość z nich. - Geny ludzkie są zwykle bardziej złożone niż musze - wyjaśnia główny badacz zespołu laboratoryjnego, Peer Bork. - Tradycyjnie badane gatunki, takie jak muchy, mają mniej intronów, więc wielu naukowców uważało, że geny w toku ewolucji stawały się coraz bardziej złożone. Już wcześniej spekulowano, że może to nieprawda, brakowało jednak dowodów. Teraz zyskaliśmy bezpośrednie potwierdzenie faktu, że już u pierwszych zwierząt geny były dość złożone, a u wielu bezkręgowców utraciły one częściowo tę cechę. Odkrycie to potwierdza teorię "wczesnych intronów", zwaną również eksonową teorią genów. Głosi ona, że eksony były minigenami, które na pewnym etapie, takim jak etap przedkomórkowy, funkcjonowały tak jak geny dzisiaj. Zgodnie z tą teorią, na późniejszym etapie ewolucji minigeny połączyły się, tworząc pełne geny, a introny mogły stać fragmentami bezfunkcyjnymi, jedynie wiążącymi eksony. Wszystkie geny miały taką budowę, a jeśli bakterie i jednokomórkowe eukarioty nie mają wcale intronów bądź mają ich niewiele, jest to wynikiem późniejszych etapów ewolucji. Chodzi nie tylko o obecność intronów - zespół odkrył również, że ich rozmieszczenie w genach zostało zachowane przez ostatnie pół miliarda lat. - Mamy w ten sposób dwa niezależne pomiary, które opowiadają tę samą historię - wyjaśnia dr Raible. - Większość intronów jest bardzo stara; uległy one niewielkim zmianom u wolno ewoluujących grup zwierząt, takich jak kręgowce czy pierścienice. To czyni z kręgowców coś w rodzaju samodzielnych "żyjących skamielin". W opinii naukowców odkrycie, że Platynereis również stanowią wolno ewoluującą grupę zwierząt ma istotne implikacje dla badań dla człowiekiem. - Dowiedzieliśmy niezwykle dużo o ludziach z badań nad muchami - powiedział dr Arendt. - Wieloszczet może nam zapewnić nawet lepsze wejrzenie w ważne procesy zachowane w toku ewolucji. Poza tym dowiedzieliśmy się, że ewolucja nie zawsze polegała uzyskaniu czegoś więcej, także utrata złożoności może w niej odgrywać istotną rolę - podsumował.
Kraje
Niemcy