Přechod ryb na souš byl patrně největší výhrou v naší evoluční historii. Přihodil se před 420 až 380 miliony let.

Průkopníci, kteří vylézali z vody a položili základy suchozemským obratlovcům, patřili do dávného rodu Tiktaalik. Byl to nozdraté ryby se strukturou ploutví umožňující pohyb na souši, pokládané vědci za spojovací článek mezi rybami a tetrapody (čtyřnožci).

zdroj: YouTube

Vše přitom ukazuje na to, že jim pomohl obrovský genom. Naznačuje to první kompletní analýza DNA bahníka australského – ryby podobné Tiktaalikům. Provedli ji výzkumníci australského Výzkumného institutu molekulární patologie pod vedením Siegfrieda Schloissniga a své výsledky publikovali v žurnálu Nature.

Ryba, která tady byla před dinosaury

Bahník australský je ryba, která se vyvinula zhruba před 400 miliony lety. Dorůstá až půldruhého metru a její anglický název lungfish napovídá, že má kromě žaber i plíci, kterou používá, pokud v jejím habitatu klesne hladina kyslíku ve vodě. V období sucha jí k přežití stačí malé množství vody a dokáže přečkat i několik dní bez vody, zůstane-li půda vlhká.

Australský blahník je nápadně podobný fosiliím živočichů, kteří kdysi v devonu vystoupili z moří na souš. Když byl poprvé objeven, spletli si vědci tuto rybu s obojživelníkem. Její masivní ploutve jsou podobné primitivním končetinám.

Bahník australský. Tento druh ryby se dá pokládat za živoucí fosilii. Zemi obýval ještě před dinosaury. | zdroj: Profimedia

Tyto prehistorické ryby žily v mělčinách plných trsů vodní trávy. Mohutnější ploutve jim pomáhaly prodírat se vodní vegetací, takže po čase začaly lovit i na mělčině. A protože prehistorická souš byla polem neoraným, na kterém se teprve nedávno uchytily rostliny a hmyz, cesta do vnitrozemí byla víc než lákavá. Na konci této odysey jsme dnes i my.

Proč si však masivní končetiny a schopnost dýchat v atmosféře vyvinul právě Tiktaalik, a nikoli jiné ryby pobývající v mělčinách? Na to hledali výzkumníci odpověď v genomu jeho dnešních potomků.

Ti, kteří hráli genovou loterii

Už úvodní data o genomu bahníka napovídají příčinu – tato prapodivná ryba má až čtrnáctkrát větší genom než my. Obrovský slepenec nejrůznějších genů napomáhá rychlosti některých mutací. Čím větší genom, tím více mutací. A čím více mutací, tím více je také šance, že náhodná genová loterie zasáhne jackpot ve formě nové, výhodné vlastnosti.

Pro přechod na souš bylo přitom potřeba mnoho nových schopností. Prehistorické ryby si musely vyvinout silnější končetiny a orgán pro dýchání na vzduchu. Musely také správně držet tělo v jiném prostředí, zbavovat se dusíku, anebo orientovat se pomocí čichu.

Rychlejší mutace jim vyšly vstříc v celé paletě změn. Výzkumníci identifikovali v genomu bahníka například stejné geny, které se při našem embryonálním vývoji starají o vznik a růst plic. A geny, které mají v popisu práce vytváření končetin, nebyly objeveny u žádné jiné ryby než právě u bahníka. Vědci u něj také identifikovali geny odpovědné za čich.

To vše naznačuje, že v tomto živočichovi můžeme vidět, jak vypadali první rybí návštěvníci souše.

Tiktaalik však tuto změnu sám pozoroval z dálky. Zatímco někteří jeho potomci pokračovali v dobývání nových suchozemských končin, jiní zůstali perfektně přizpůsobeni původním podmínkám mělčin. Mezi jejich potomky naopak patří právě bahník australský.

_________________________

Pod čarou připomínáme, že bahníka australského můžete vidět v brněnské zoo. Takže po lockdownu…