Odkrycia dotyczące ewolucji pomagają wyjaśnić pochodzenie narządów
Mezoderma to nazwa nadana określonej grupie komórek występujących w zarodkach zwierząt. Są to komórki, z których zbudowane są tkanki wewnętrzne, w tym mięśnie, serce, nerki i krew. „Tkanki i narządy powstałe z mezodermy znacznie się różnią u różnych zwierząt”, mówi Andreas Hejnol z Uniwersytetu w Bergen w Norwegii, koordynator projektu EVOMESODERM. „Historia ewolucji komórek mezodermy pozostaje niejasna”. Biolodzy ewolucyjni od dawna zmagają się z pytaniami dotyczącymi mezodermy. Nie ustalono dokładnie kiedy i gdzie powstała. „Wszystko ma swój początek. Od jakich komórek pochodzi więc mezoderma?”, pyta Hejnol. „Związane z tym jest pytanie: które tkanki utworzone z mezodermy pojawiły się jako pierwsze? Istnieje wiele otwartych pytań, które są ważne dla naszego zrozumienia tego, jak powstał ludzki układ narządów”.
Ewolucja mezodermy
W ramach projektu EVOMESODERM, wspieranego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych, Hejnol starał się wykorzystać swoje poprzednie przełomowe prace nad komórkami układu pokarmowego, by odpowiedzieć na pytania dotyczące mezodermy. Uczony chciał zająć się niektórymi podstawowymi kwestiami związanymi z ewolucją tych komórek i opracować dane, które zainspirują do dalszych badań. „Był to projekt, w którym pod lupę wzięto proces ewolucji, dlatego istotne było badanie różnych gatunków pod kątem ich rozwoju”, mówi Hejnol. „Porównywanie to kluczowy proces w biologii ewolucyjnej. Im więcej ma się danych, tym obraz jest wyraźniejszy”. Hejnol łączy zaawansowaną bioinformatykę, obrazowanie na żywo i metody molekularne w celu analizy wielu różnych zarodków zwierzęcych. Pozwoliło mu to szczegółowo opisać rozwój mezodermy u różnych gatunków.
Rozwój u różnych gatunków
Badaczowi udało się wykazać, że mezoderma zmieniała się u różnych gatunków według bardzo podobnych schematów. Hejnol potwierdził również, że pierwszymi tkankami pochodzącymi z mezodermy były mięśnie i gonady. „To rodzi interesujące pytanie o homologię wszystkich tkanek mezodermalnych”, dodaje. W ramach projektu wykazano również, że mechanizmy molekularne dla konkretnego typu komórek mezodermalnych, zwanych nefrydiami, są takie same u różnych gatunków. Jednak w toku ewolucji bardziej złożonych narządów ich rozmiar, kształt i struktura uległy znacznym zmianom. „Proces ten przebiegał inaczej w przypadku formowania hemocytów w organizmach bezkręgowców oraz krwinek”, podkreśla Hejnol. „Te komórki pojawiają się po utworzeniu mezodermy”. Natomiast nie udało się ustalić, w jaki sposób ewoluują nowe typy komórek. „Historia ewolucji jest o wiele bardziej zmienna, niż się spodziewaliśmy rozpoczynając projekt”, dodaje koordynator.
Zainteresowanie ewolucją
Sukcesy projektu EVOMESODERM pomogły zwrócić uwagę środowiska naukowego na mezodermę i wzbudziły zainteresowanie wśród badaczy z innych dziedzin. „Przykładowo, immunolodzy zazwyczaj nie interesują się ewolucyjną historią układu odpornościowego, ale w oparciu o informacje zwrotne, które otrzymaliśmy po opublikowaniu naszej pracy, możemy powiedzieć, że zwróciliśmy uwagę na badany temat. Podejrzewam, że spotkamy się z podobnymi reakcjami po opublikowaniu naszych badań dotyczących ewolucji krwi”. Wyniki projektu będą służyć jako podstawa przyszłych inicjatyw badawczych. „Skupimy się teraz na odkryciach ewolucyjnych, które pojawiły się w trakcie prowadzenia badań”, zauważa Hejnol. „To wciąż badania podstawowe, ale przyczynią się do zdobywania wiedzy o naszym pochodzeniu i czasach, gdy nasi przodkowie mieszkali jeszcze w oceanie”.
Słowa kluczowe
EVOMESODERM, mezoderma, ewolucja, gatunek, komórki, narząd, mięśnie
