Jaká zvířata jsou 'nejprimitivnější'? Rozsáhlá genomická studie přilévá olej do ohně

- Příroda autor: red

Otázka, jak vypadá evoluční strom zvířat, vzrušuje přírodovědce přinejmenším od dob Charlese Darwina. Některé evoluční linie vykazují nápadně jednoduchou stavbu, a je tedy přinejmenším pravděpodobné, se od pomyslného stromu mnohobuněčných živočichů odvětvily velmi dávno. 

Houba hnědá (Agelas conifera)

Houba hnědá (Agelas conifera),zdroj: Profimedia.cz

Zda se ale při prvním štěpení oddělili nenápadní vločkovci, přisedlé mořské houby, žahavci, nebo jim podobné, ale nepříbuzné žebernatky, to po dlouhá desetiletí zůstávalo záhadou. Celou hádanku slibuje rozetnout nedávno vydaná rozsáhlá genomická studie. Mají výzkumníci pravdu, nebo se jedná "jen" o podnět k dalšímu zkoumání?

Novou energii vlily do žil zkoumání příbuzenských vztahů mezi organismy molekulárně-biologické metody umožňující srovnání genetické výbavy zástupců jednotlivých linií. Porovnání úzce vymezených úseků genetické informace se postupně rozrostla ve studie zahrnující mnoho genů i celých genomů.

Z prvních závěrů vyplynulo, že "nejprimitivnější", nebo lépe řečeno nejbazálnější neboli nejdříve oddělenou, linii mnohobuněčných živočichů představují mořské houby. Houbovci jsou nepohybliví, nesouměrní, bez řitního otvoru, živí se filtrováním živin z vody, a vůbec mají velmi jednoduchou stavbu těla.

Kromě toho se nápadně podobají koloniím trubének, našich nejbližších jednobuněčných příbuzných. Celkem přijatelná byla také myšlenka, že se jednotlivé linie mořských hub ve skutečnosti mohly oddělit z kmene mnohobuněčných živočichů i několikrát nezávisle na sobě.

Larvy houbovců však aktivně plavou a vykazují určité stopy dvoustranné symetrie. Nemohou dospělci nakonec představovat radikálně zjednodušené zástupce daleko složitějších organismů? Této myšlence nahrály některé pozdější analýzy, které za první oddělenou linii mnohobuněčných živočichů označily žebernatky.

Čeká nás návrat k původní představě?

Tyto éterické mořské organismy na první pohled připomínají medúzy. Podobné tělní stavby však dosáhly zcela nezávisle. Navíc oplývají řadou specifických evolučních novinek včetně unikátních smyslových orgánů, "lepivých" buněk, nebo osmi řad spojených bičíkatých buněk sloužících k pohybu. Rovněž jsou daleko složitější než houbovci.

Mohou se chlubit například nervovými a svalovými buňkami. Pokud by žebernatky skutečně představovaly nejbazálnější linii živočichů, nervové i svalové buňky by se u nich buď musely vyvinout nezávisle na všech ostatních zvířatech, nebo by u vločkovců a houbovců musely tyto tkáně druhotně vymizet. To sice není nepředstavitelné, rozhodně však jde o složitější scénář než ten, který uvažuje o postupném přibývání těchto tkání na cestě od jednoduchých "houbovčích" předků.

Všechny tyto spekulace podle vlastních slov rozetnul mezinárodní tým vědců v dosud nejrozsáhlejší genomické studii, která zahrnovala přes 1700 genů od 97 různých relevantních mnohobuněčných organismů. Větší část dat vycházela z již publikovaných výsledků, část ale výzkumníci doplnili sami.

Všechny údaje ale hlavně podrobili novému propracovanému přezkoumání, při kterém vyloučili možné chyby a identifikovali nedostatky. V dalším kroku použili sofistikovanou analýzu, která uvažovala nestejnou pravděpodobnost změn různých "písmen" DNA na různých místech. To spolu s bezprecedentně velkým množstvím zahrnutých genů a organismů vedlo k průkazným výsledkům.

Podle výsledků této studie je naprosto zřejmé, že se první odvětvily mořské houby, které tvoří jednu rozvětvenou linii. Až později došlo k odvětvení žebernatek, vločkovců, a nakonec žahavců. Kromě jiných faktorů může podle autorů této studie za bazální postavení žebernatek v jiných studiích neobvykle rychlá molekulární evoluce této skupiny.

Linie, u kterých dochází k záměnám "písmen" DNA neobvykle často se v analýzách příbuznosti mají tendenci shlukovat u kořene stromů. Tento metodologický artefakt zvaný přitahování dlouhých větví se autorům studie různými změnami modelu podařilo i přímo demonstrovat.

Jsou tedy tímto výzkumem příbuzenské vztahy mezi nejhlubšími liniemi mnohobuněčných živočichů vyřešené? Jistě nejde v této bouřlivé diskusi o poslední slovo. Už teď se ozývají hlasy, které zpochybňují tak intenzivní zásahy do dat s tím, že mohou nechtěně vnést vlastní artefakty a nepřesnosti. Pravdu tak ukáže až čas.

Myšlenka o bazálním postavení žebernatek však byla povážlivě otřesena a brzy se možná vrátíme k původní představě o evolučním stromu mnohobuněčných živočichů.

Zdroj: Simion P, Philippe H, Baurain D, ... & Lapébie P (2017): A large and consistent phylogenomic dataset supports sponges as the sister group to all other animals. Current Biology 27.

Tagy: houby evoluce biologie zvířata a příroda věda a poznání

Zdroje: Vlastní