Jak se vyvinulo těhotenství? Odpověď našli vědci u vačnatců

- Příroda autor: Jan Toman

Není žádných pochyb, že dlouhý zárodečný vývoj placentálních savců představuje jeden z největších evolučních vynálezů. Zatímco se naši nejbližší příbuzní, vačnatci, musí spokojit s několika málo dny zárodečného vývoje, zárodky placentálů v děloze matky pomalu dozrávají i celé měsíce. Zárodečný vývoj charakteristický tvorbou sofistikované placenty a intenzivní výměnou látek mezi matkou a plodem, který se vyskytuje jen u placentálních savců, dokonce dal celé skupině jméno. Jak se ale dlouhé těhotenství vlastně vyvinulo? Studie zárodečného vývoje u vačnatců naznačuje, že na počátku všeho mohla být agresivní reakce matky na vajíčko – zánět.

Vačnatci odpovídají na záhadu vývoje těhotenství

Vačnatci odpovídají na záhadu vývoje těhotenství,zdroj: ThinkStock

Uhnízdění vajíčka, v tom čase už vlastně několikabuněčného zárodku, představuje delikátní proces náchylný k nejrůznějším vlivům zevnitř i vně mateřského těla. Odhaduje se, že selhání v tomto klíčovém bodu vývoje může být zodpovědné až za tři čtvrtiny všech neúspěšných těhotenství.

Někdy se může jednat o poruchu. V celé řadě případů ale tělo matky odmítá zárodek zcela cíleně, například proto, že nesplňuje přísné, předchozí evolucí dané, nároky na kvalitu. Narazíme ale i na řadu mezních případů, celý proces navíc ovlivňuje i věk matky a další vlivy a my mu teprve začínáme rozumět.

O to zajímavější je fakt, že uhnízdění vajíčka nepředstavuje žádný "mírumilovný" akt souznění mezi matkou a plodem. Naopak jej charakterizuje zánětlivá reakce, ne nepodobná takové, která by následovala například po útoku parazita. Výmluvným důkazem důležitosti této reakce je fakt, že podání protizánětlivých látek po oplození značně snižuje šanci na úspěšné zahnízdění vajíčka.

Uhnízdění jako zánět

Placentálové se naučili zánětlivou reakci ztlumit, zárodek dlouhé měsíce podporovat a příslušné děje znovu nastartovat až na samotném konci těhotenství. Události související s uhnízděním vajíčka u vačnatců jsou nápadně podobné. Jejich zánětlivou reakci však nic netlumí a samotné "těhotenství" tak trvá jen několik málo dní.

Před vědci proto vyvstaly kardinální otázky. Odpovídají si navzájem "uhnízďovací záněty" různých skupin savců? A připomíná dnešní stav u vačnatců původní typ vývoje u placentálů, nebo jde o nějakou specialitu této už tak dost podivné skupiny?

S jistotou můžeme prohlásit, že zárodečný vývoj vačnatců v mnoha rysech připomíná vývoj ještě dříve odvětvených vejcorodých savců. Mláďata vačnatců se sice rodí "bez skořápky", ale zato silně nedovyvinutá. Právě proto musí dozrávat v pověstném vaku.

V nejranějších stádiích vývoje jsou uvnitř dělohy dokonce krytá skořápkou, k jejímuž proražení dochází až posledních pár dní před narozením. Tento děj je spojený s vyvalením membránových obalů vajíčka a jejich napojením na stěnu dělohy. Vzniká tak struktura podobná placentě. Ta ale přetrvává jen pár dnů, neboť vyvolává intenzivní zánětlivou reakci vedoucí k porodu.

U vačic, na které se nedávno zaměřil tým amerických výzkumníků, celá tato fáze trvá pouhé dva dny. Nepoměr mezi trváním této fáze a délkou těhotenství u placentálů ale ještě nemusí znamenat, že jde o zcela rozdílné děje.

Porod vyvolaný obranyschopností

Aby jejich vztah ověřili, vědci se zaměřili na důkladný průzkum "placentální" fáze v zárodečném vývoji vačic. Nejprve důkladně popsali všechny probíhající děje z anatomického a fyziologického hlediska. Následně se zaměřili na geny, které v různých fázích zárodečného vývoje vačic spínají.

Ukázalo se, že na pozadí genů s jasnou funkcí (například pro transport živin) se v různých fázích zárodečného vývoje uplatňují jasně vymezené skupiny genů. Z evolučního hlediska jsou nejzajímavější geny spouštěné v "placentální" fázi těsně předcházející porodu.

Molekulárně-biologické analýzy ukázaly, že jde především o geny spojené se zánětlivou reakcí, hojením a vybuzením obranyschopnosti. Jinými slovy geny, jejichž obdoby se uplatňují při zahnízdění vajíčka u placentálů. Fakt, že si oba procesy odpovídají, následně potvrdila i lokalizace těchto procesů na místo styku mezi zárodkem a tělem matky.

Na rozdíl od placentálů však vačice (a s největší pravděpodobností ani ostatní vačnatci) nedokáží zánětlivou reakci zastavit. Zárodek se sice prostřednictvím jednoduché placenty s matkou spojí, stejné děje ale zároveň vedou k nastartování porodu. Nemůžeme dokonce vyloučit, že spuštění porodu bylo původní funkcí celého tohoto systému.

Placentální savci se však v počátcích své evoluce naučili zánět tlumit, placentu rozvinout a vypěstovat si tak sofistikovanou styčnou tkáň mezi matkou a plodem sloužící k dlouhodobé výměně živin. Právě to mohlo stát na počátku jejich ohromného evolučního úspěchu.

Celý objev může mít navíc i ryze praktické důsledky. Problémy se zahnízděním vajíčka jsou častou příčinou neplodnosti. Za dlouhá desetiletí s nimi navíc medicína nedokázala moc pohnout. Další velká dávka problémů spojených se zahnízděním doprovází metody umělého oplodnění. Všechny tyto nedostatky by nové objevy o zárodečném vývoji vačic mohly posunout ke zdárnému řešení.

Zdroj: Griffith OW, Chavan AR, Protopapas S, Maziarz J, Romero R & Wagner GP (2017): Embryo implantation evolved from an ancestral inflammatory attachment reaction. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Early Edition.

Tagy: těhotenství rozmnožování zvířata a příroda věda a poznání

Zdroje: vlastní