San Diego 19. augusta (TASR) - Asi pred 400 miliónmi rokov došlo k premene vo vode žijúcich bytostí podobných stonožkám na dnešný šesťnohý hmyz, ktorý obýva súš i vzduch. Čo vyvolalo takúto radikálnu zmenu stavby tela a ako prebiehala, bolo doteraz iba teoretickou súčasťou evolučnej teórie.
Pritom mnohí vedci takúto makroevolúciu, teda premenu jedného druhu na úplne nový, považujú za nemožnú alebo prinajmenšom vylučujú, že by z takejto "hračky prírody" vznikol tvor, schopný prežiť a rozmnožovať sa.
Biológovia z Kalifornskej univerzity v San Diegu však zverejnili prvý genetický dôkaz toho, že takáto zásadná zmena telesnej stavby bola v skorej evolučnej fáze živočíchov možná. A čo je ešte zaujímavejšie, pomerne jednoduchou génovou manipuláciou sa táto zmena uskutočnila takmer okamžite.
Matthew Ronshaugen a jeho profesor biológie William McGinnis prišli na to, že gén Ubx, patriaci do skupiny tzv. Hox génov, aktivuje alebo deaktivuje gény, ktoré riadia vývoj končatín v embryonálnom štádiu kôrovcov a mušiek.
Hox gény, ktoré objavil McGinnis s dvoma kolegami v roku 1983, sú zodpovedné za správne umiestnenie hlavy, hrudníka a brucha počas zárodočného vývoja ovocných mušiek. Tento proces prebieha podobne u všetkých živočíchov, vrátane človeka.
Ronshaugen klonoval kompletnú komplementárnu DNA (cDNA) jedného druhu rakov, ktoré už viac ako 100 miliónov rokov obývajú slané jazerá. Na týchto pravekých živočíchoch sa pokúsil demonštrovať vývoj Hox génov a ich vplyv na morfológiu.
Špeciálny gén Ubx existoval podľa vedcov už pred vznikom prvého hmyzu, ale od istého momentu sa zmenil a začal produkovať proteíny, ktoré vytvárali komplexné štruktúry a mohli deaktivovať celé rady génov. Vo vývoji prvých druhov hmyzu to viedlo k tomu, že týmto tvorom postupne zanikali zadné končatiny.
Už minimálne mutácie génu Ubx zmenia spôsob, ktorým proteíny aktivujú alebo deaktivujú iné gény. Experimenty ukázali, že Ubx dokáže u rakov potlačiť vývoj končatín v oblasti hrudníka o 15 percent. Keď sa však proteíny, zmenené vplyvom génu Ubx, injikovali larvám mušky Drosophila melanogaster, kde došli do styku so svojími prirodzenými pendantmi, začali plniť úplne iné funkcie a vývoj končatín potlačili až o 100 percent.
"Makroevolúciu predtým nikto nepozoroval, bola to iba teória," povedal McGillis. Živočíchy majú dve sady chromozómov a mnohí považovali za nepravdepodobné, že rovnaké gény v obidvoch sadách môžu mutovať v rovnakom čase v tom istom organizme. V tomto prípade však ide o dominantnú mutáciu, pri ktorej stačí na zásadnú zlom v telesnej stavbe zmena jediného chromozómu.
Nové poznatky by mohli pomôcť lepšie pochopiť vznik geneticky podmienených telesných deformácií u človeka s cieľom jedného dňa im preventívne zabrániť.
