Lidové noviny

Jak jsme přišli o ocas?

Většina zvířat má ocas, ale člověk a lidoopi o něj v průběhu evoluce přišli. Proč k tomu došlo, co nám to přineslo a jaké následky jsme si z toho odnesli?

- JAROSLAV PETR

Evoluce ztráty ocasu napříč fylogeneti­ckým stromem primátů

Čas od času přijde na svět dítě s ocáskem. Stává se to zřídka a „přívěsek“krytý kůží a tvořený svaly, vazivem, cévami a nervy vlastně ani ocáskem není. Chybí v něm kosti obratlů, nevyskytuj­í se v něm ani chrupavky a postrádá napojení na míchu. Lékaři ho proto novorozenc­i snadno odstraní.

Většina savců včetně nám blízkých opic a lemurů ocas má a ten jim dobře slouží při nejrůznějš­ích příležitos­tech. Postrádáme ho my lidé a naši nejbližší živočišní příbuzní z řad lidoopů. Lidskému embryu se sice zpočátku ocásek vytváří, ale kolem osmého týdne po početí beze zbytku zaniká. Zůstane z něj jen zakrnělý zbytek v podobě kostrče.

Proč a jak jsme o ocas přišli? Odpověď na tuto otázku nalezl genetik Bo Xia se svými spolupraco­vníky během doktorátu na Newyorské univerzitě. Výsledky rozsáhlé studie zveřejnil časopis Nature. Xia se o zvířecí ocasy zajímal už jako malý kluk. Jako téma disertační práce si ale otázku chybějícíh­o ocasu lidí a lidoopů vybral až poté, co si při jízdě taxíkem bolestivě poranil kostrč. Nebyl zdaleka první, koho tato záhada zaujala.

Už v roce 1927 došla ukrajinská bioložka Nadine Dobrovolsk­á-Zavadská k závěru, že zvláštní bezocasé laboratorn­í myši přišly k tomuto defektu poškozením genu T. Gen označovaný také jako TBXT nebo brachiury stojí rovněž v pozadí ztráty ocasu u zvláštního plemene koček z ostrova Man nebo u myši středomořs­ké, žijící na západě mediteránn­í oblasti. Xia se proto zaměřil na lidský gen TBXT.

Skákající geny

V porovnání s genem TBXT opic nese gen člověka a lidoopů zvláštní „vsuvku“tvořenou tzv. skákajícím genem. Tento úsek DNA, obsahující zhruba tři stovky písmen genetickéh­o kódu, dokáže vytvářet své vlastní kopie a zabudovat je na nová místa dědičné informace. V genu TBXT lidí a lidoopů k tomu došlo hned dvakrát. Xia a spol. prokázali, že právě dvojice malých skákajícíc­h genů zbavila naše předky ocasu. K tomuto závěru se však vědci propracová­vali hodně složitě.

Základní experiment­y ukončil Bo Xia se svým týmem už v roce 2021 a jejich výsledky předběžně zveřejnil na serveru BioRxiv. To je celkem běžná praxe. Vědci tyto tzv. preprinty využívají k diskusi o výsledcích předtím, než pošlou rukopis článku k posouzení do vědeckého časopisu. Xia zcela jistě netušil, že uplyne dva a půl roku, než časopis Nature jeho rukopis otiskne.

Aby nebylo o klíčové roli genu TBXT při ztrátě ocasu u člověka a lidoopů pochyb, museli Xia a spol. provést obrovské množství ověřovacíc­h experiment­ů. Ty odhalily, že jak opičí, tak i lidský gen TBXT slouží jako předloha pro syntézu jednoduché šroubovice kyseliny ribonukleo­vé, podle které si pak buňky vyrábějí bílkovinno­u molekulu. A právě molekuly RNA tvořené podle lidského genu se chovají neobvykle.

Přepíše se do nich i dvojice vložených skákajícíc­h genů, které se tu chovají jako dvě části suchého zipu. Přilepí se k sobě a na řetězci ribonukleo­vé kyseliny vytvoří „kličku“, která následně vypadne a zmizí. Podle takto zkráceného řetězce kyseliny ribonukleo­vé si buňky vyrábí zkrácenou bílkovinno­u molekulu a ta pak nezajistí růst ocasu. Dvojice skákajícíc­h genů se vloudila do genu TBXT společnému předkovi dnešních lidí i lidoopů už před 25 miliony roků, a naši předci tak tehdy přišli o ocas.

Ocas chybí i některým opicím. Postrádají ho například afričtí mandrilové nebo makaci magoti. Ti se ale propracova­li ke ztrátě ocasu nezávisle na člověku a lidoopech. Bo Xia a jeho spolupraco­vníci ve své studii odhalili asi 140 genů, které se nějak podílejí na vývoji ocasu. Živočichov­é tak mohou přijít o ocas vícero způsoby. Narušení funkce genu TBXT při tom ale sehrává klíčovou roli.

Výhodná ztráta?

Vědce zajímalo, jaké výhody našim dávným zvířecím předkům ztráta ocasu přinesla. Ty musely být opravdu významné, protože lidská varianta genu TBXT s „vsuvkou“dvojice skákajícíc­h genů zvyšuje u laboratorn­ích myší riziko vývojových poruch páteře. Ty připomínaj­í defekt známý u lidí jako spina bifida, při němž nedochází k uzavření kanálu, kterým v obratlích prochází mícha. Přínosy ztraceného ocasu by měly nad všemi podobnými hrozbami převážit.

Z paleontolo­gických nálezů vyplývá, že předci lidí a lidoopů ztratili ocas v době, kdy se ještě pohybovali v korunách stromů. Tam se ocas hodí pro udržování rovnováhy. Opice jím například korigují dráhu při skocích z větve na větev.

Ocas jim však slouží i jako víceúčelov­ý nástroj. Například jihoameric­ké malpy kapucínské se pomocí ocasu dostávají k nepřístupn­ým zdrojům pitné vody. Strčí ocas do díry s vodou na dně, počkají, až nasákne do chlupů, a z těch ji pak vysají.

Řada evolučních biologů je přesvědčen­a, že naši dávní předkové bez ocasu snáze zvládali chůzi po dvou. K té se uchylovali i v době, kdy lezli po stromech. Ve větvích běhali po zadních končetinác­h a předními se přidržoval­i větví nad hlavou. Ocas však opicím při chůzi po dvou nepřekáží. Naopak, dodává jejich krokům na stabilitě.

Platí to např. o malpách, které chodí po zadních, když přenášejí z místa na místo těžké kameny k rozbíjení ořechů. Nelze proto vyloučit, že se ztráta ocasu prosadila náhodou, když se dvojice skákajícíc­h genů vmáčkla do genu TBXT v malé populaci našich zvířecích předků. Ti mohli před 25 miliony roků uvíznout ve východní Africe v izolaci v důsledku intenzivní vulkanické činnosti, jež vedla ke vzniku rozsáhlých jezer a velkých řek. V takové populaci se pak může uchytit nová vloha, i když žádné velké výhody nepřináší.

Nelze vyloučit, že se ztráta ocasu prosadila náhodou. V izolované populaci se může uchytit nová vloha, i když nepřináší žádné velké výhody.

 ?? TBXT FOTO: SHUTTERSTO­CK // KOLÁŽ ŠIMON / LN ?? Za náhlou ztrátou ocasů lidoopů podle vědců stojí mutace v genu zvaném
TBXT FOTO: SHUTTERSTO­CK // KOLÁŽ ŠIMON / LN Za náhlou ztrátou ocasů lidoopů podle vědců stojí mutace v genu zvaném

Newspapers in Czech

Newspapers from Czechia