Łebskie zwierzę Rozgwiazdy to bardzo osobliwe stworzenia

NA PIERWSZY RZUT OKA rozgwiazdy zdają się mieć same kończyny. Gdzie zatem podziała się głowa? W popularnych opisach szkarłupni – rozgwiazd i ich krewnych, w tym jeżowców i liliowców – zwykle podaje się, że ta część ich ciała po prostu zanikła. Jednak wedle nowych badań, opublikowanych w „Nature”, sytuacja jest znacznie dziwniejsza: rozgwiazdy składają się niemal w całości z głowy.

Większość zwierząt jest dwubocznie symetryczna, co oznacza, że ich ciała można podzielić na dwie niemal jednakowe części. Jednak rozgwiazdy mają symetrię promienistą, z pięcioma identycznymi członami ciała rozchodzącymi się radialnie z centralnego punktu. Taki układ kontrolowany jest przez geny, chociaż te same struktury genowe, które każą komórkom i tkankom uformować głowę u jednego gatunku, mogą powodować odmienną anatomię u innych. W przypadku takich odmieńców ewolucyjnych, jak rozgwiazdy, naukowcy mają kłopot z ustaleniem, które części ciała odpowiadają genom odnoszącym się do przodu (czyli genom „głowy”), a które wynikają z działania genów wskazujących na tył, na przykład tułów czy ogon.

Aby zlokalizować głowę, naukowcy porównali geny rozgwiazdy Patiria miniata z blisko spokrewnionym gatunkiem jelitodysznych, który ma dobrze przebadany genom i wyraźnie zaznaczoną głowę. Korzystając z zaawansowanych technik laboratoryjnych, zespół badawczy stworzył trójwymiarową mapę genów, które ulegały ekspresji w cienkich próbkach ramion rozgwiazdy.

Naukowcy odkryli, że te same geny, które są aktywne w okolicy głowy jelitodysznego, były „włączane” w pokrywającej całe ciało guzkowatej skórze rozgwiazdy. Geny wskazujące położenie najbardziej z przodu, a więc odpowiadające głowie, były szczególnie aktywne w centralnym odcinku każdego ramienia, a geny coraz bardziej „tylne” lokowały się coraz dalej od środka ciała. Co zaskakujące, jak mówi współautor pracy Chris Lowe, biolog ewolucyjny na Stanford University, rozgwiazda pozbawiona była całkowicie genów, które można by odnieść do tułowia zwierzęcia.

Nowe badanie „to naprawdę kawał dobrej roboty” – mówi Imran Rahman, naukowiec z londyńskiego Natural History Museum. „Jest bardzo przekonujące”.

To odkrycie rodzi ważne pytanie ewolucyjne: w jaki sposób u rozgwiazd i jej ewolucyjnych pobratymców, którzy kiedyś wykazywali symetrię dwuboczną, rozwinął się tak wyjątkowy kształt? To pozostaje „wielką tajemnicą” – mówi Paola Oliveri, biolożka zajmująca się rozwojem i ewolucją na londyńskim University College, niezaangażowana w opisywane tu badania. Ale, jak zauważa, kolejne odkrycia pozwolą naukowcom zrozumieć, w jaki sposób powstawały nowe kształty i struktury na innych gałęziach drzewa życia, nie tylko u szkarłupni.

W kolejnym kroku badacze poszukają w zapisie kopalnym najwcześniejszych rozgwiazd i spróbują ustalić, kiedy pozbyły się tułowia. Zbadają także, czy u innych szkarłupni również występują obszary ciała, które pod względem genetycznym odpowiadałyby głowie.