Twoja wyszukiwarka

PIOTR KOSSOBUDZKI
SYGNAŁY - OKO ZA ZĄB
Wiedza i Życie nr 9/2000
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 9/2000

Uczeni są już na tropie genetycznych przyczyn powstawania nowych gatunków.

Podczas tegorocznego zjazdu amerykańskiego Towarzystwa Biologii Rozwoju (Society for Developmental Biology) omawiano postępy badań nad rozwojem różnych organizmów. Mówiono m.in. o roślinach, nicieniach, muszce owocowej i myszach. Prawdziwe poruszenie wywołało jednak wystąpienie naukowców z University of Maryland, którzy zajmowali się pewnym gatunkiem ryby występującej w północno-wschodnim Meksyku.

Ślepiec jaskiniowy (Astyanax mexicanus) zamieszkuje bardzo zróżnicowane środowiska: od pełnych światła wód powierzchniowych aż po zbiorniki jaskiniowe. Osobniki występujące w tak odmiennych warunkach różnią się między sobą dość znacznie. Żyjące w całkowitej ciemności ślepce mają zdecydowanie bledsze ubarwienie, a przede wszystkim brak im oczu. Aby jednak zrekompensować sobie brak wzroku, zastosowały nieco uproszczone prawo Hammurabiego. Zamiast reguły "oko za oko, ząb za ząb" jaskiniowe ryby wprowadziły w życie zasadę "oko za ząb" i w zamian za zbędne w ciemnościach oczy wykształciły większą liczbę zębów. Bezokie ślepce mają także więcej kubków smakowych niż ich światłolubni pobratymcy. Jednak, mimo tak znacznych różnic, oba typy ryb należą wciąż do jednego gatunku i mogą się krzyżować.

Zaintrygowani tymi odmiennościami naukowcy postanowili zbadać, czy geny zaangażowane w rozwój oka są tak samo aktywne u obu typów ryb. Okazało się, że jeden z nich - gen Pax6 - w zarodkach ryb jaskiniowych nie działa w komórkach, z których u dorosłego osobnika powstaje oko. Do powstania tak złożonego narządu potrzeba jednak współdziałania większej liczby genów. Organy powstają najczęściej w wyniku tzw. kaskady genów, z których jedne kontrolują aktywność drugich.

Głównym sprawcą utraty wzroku okazał się w ostatecznych badaniach gen Sonic hedgehog (Shh), czyli "dźwiękowy jeż" (genetycy też mają poczucie humoru!). Jest to jeden z nadrzędnych genów kontrolujących rozwój ciała, zarządzający pozostałymi. Jeżeli jest on nieaktywny (np. wskutek mutacji), rozwijająca się ryba wykształci tylko jedno, duże oko pośrodku głowy. To zjawisko nazywa się cyklopią.

U badanych ślepców jaskiniowych stwierdzono zwiększoną aktywność genu Shh. Powodowało to niedorozwój lub całkowity brak oczu. Ponieważ ten sam gen odpowiada za wykształcenie się wielu elementów głowy ryby, naukowcy podejrzewają, że jego zmieniona "jaskiniowa" wersja może prowadzić do powstania zwiększonej liczby zębów i kubków smakowych u ryb.

Zaprezentowane badania wymagają oczywiście przeanalizowania jeszcze wielu innych wtórnie bezokich zwierząt. Mogą jednak dać wyobrażenie, jak dochodzi do złożonych zmian występujących w toku ewolucji.

Science nr 5474/2000