Chrupavkové ryby jako žraloci, mezi mnoha zvířaty obratlovců, mají otvor zvaný Cloaca, ze kterého vylučují moč a stolice. | Foto kredit: Gerald Schömbs/Unsplash
Přechod z ploutví na končetiny je jednou z nejdůležitějších událostí ve vývoji obratlovců. Vysvětluje to, jak zvířata, která kdysi žila ve vodě, nakonec chodila na zemi. Vědci studovali, jak k této změně došlo zaměřením na skupinu genů zvaných Hox shluky. Tyto geny formují plán těla všech obratlovců. The Místo a Hoxd Zejména klastry jsou nezbytné pro vytváření končetin u čtyřčlenných zvířat. Přesto ryby mají také podobné Hox Geny, i když nemají prsty.
Tato podobnost byla hádanka – a jeden nový papír v Příroda odpověděl. Vědci z Francie, Švýcarska a USA uvedli, že jedna z nejvíce definujících rysů lidí je postavena na starověkém základu.
Vědci pracovali se Zebrafishem, běžným laboratorním druhem, jehož geny jsou dobře pochopeny. Zaměřili se na dva velké úseky DNA, které lemují Hoxd shluk. U myší tyto oblasti, nazývané 3dom a 5dom, kontrolují, zda Hoxd Geny jsou zapnuty v různých částech vyvíjející se končetiny. Tým odstranil tyto regiony v zebrafish. Pak porovnáním normálních a změněných rybích embryí a sledováním, kde a kdy jisté Hox Geny se staly aktivními, mohly by otestovat, zda stejný vývoj DNA protahuje.
Zkoumali také tkáňové struktury, jako je Cloaca, otevření používané pro trávení a reprodukci, aby zjistila, zda je genová aktivita spojena také s těmito orgány. Paralelně studovali myší embrya, aby sledovali, zda stejné regulační prvky fungovaly v urogenitálním systému savců.
Experimenty odhalily překvapení. Když vědci odstranili oblast 3MOM v zebrafishu, Hox Genová aktivita v přední části vývoje ploutví byla vymazána, což potvrdilo, že tento regulační systém existoval před vyvinutým končetinami. Odstranění regionu 5dom však mělo malý účinek na vývoj ploutve; Místo toho však způsobil ztrátu genové exprese v Cloaca. U myší bylo zjištěno, že stejná oblast 5dom řídí Hox Aktivita v urogenitálním sinusu, struktuře, která se vyvíjí z cloaca.
Tyto výsledky naznačují, že regulační systém zásadní pro prsty v tetrapodech nebyl původně navržen pro končetiny, ale kontroloval tvorbu kloakálních tkání.
Zjištění jsou připomínkou toho, že evoluce může inovovat recyklací stávajících komponent, aby sloužila novým účelům, a také prohlubuje porozumění genetickým vazbám mezi ploutvemi, končetinami a reprodukčními orgány.
Z vědeckých stránek
Roh otázek
Co je multi-messenger astronomie? Zjistit zde
Flora a fauna
Publikováno – 1. října 2025 2:00
