Proč mají hadi geny pro tvorbu končetin? Vědci odhalili jejich lechtivé tajemství

- Příroda autor: Jan Toman

Každé malé dítě ví, že hadi nemají nohy. Jako skoro všechna "zaručená" tvrzení v biologii má ale i tohle pár výjimek. U hadů ze starobylé čeledi hroznýšovitých můžeme v zadní části těla nalézt malé drápky, poslední zbytky zakrnělých končetin. Ve zbylých čeledích se ale žádné takové struktury nevyskytují a na první pohled by nikdo nečekal, že se mezi jejich geny objeví nějaké úzce spojené s tvorbou předních či zadních nohou.

Hadi se nezdají, ale stále mají čím překvapit

Hadi se nezdají, ale stále mají čím překvapit,zdroj: ThinkStock

Hned, jak se podařilo přečíst genom několika druhů hadů, ale vyšlo najevo, že si pro nás tito plazi z příbuzenstva ještěrů přichystali nejedno překvapení.

Při důkladném průzkumu jejich dědičné informace se totiž ukázalo, že obsahuje ne pár, ale celou plejádu genů tradičně spojených s vytvářením končetin. Ty bychom snad mohli čekat u zmíněných hroznýšovitých, ale podle všeho se v nemenší míře nacházejí také u všech moderních čeledí.

Podobná věc může znamenat jen jedno – tyto geny jsou dodnes pro hady z nějakého důvodu důležité. V opačném případě by se v nich pomalu nahromadily škodlivé mutace.

Výzkumníci se tedy zaměřili na jejich roli ve vývoji. A nestačili se divit. Gen Tbx4 a jeho regulátory podle všeho hrají klíčovou roli i při vytváření genitálií, zejména penisu, a to nejen u hadů, ale u všech plazů, savců i ptáků. Penis se v tomto ohledu dokonce velmi podobá prstům!

Znamená to snad, že je penis jen nějakým přeměněným prstem? Tak jednoduché to samozřejmě není. Geny účastnící se zárodečného vývoje organismu nikdy nekódují jednu konkrétní strukturu – neexistuje nic jako "gen pro prst".

Tyto geny pouze vytváří signály pro bližší či vzdálenější buňky, které se podle nich zachovají, například namnoží nebo specializují, a v reakci na ně vytvoří zase další signály regulující jiné oblasti. Provázaná síť instrukcí tak pomalu postupuje od nejobecnějších rozdělení až k jemným detailům.

Evoluce mnohobuněčných živočichů často postupuje tak, že si pro nějakou novou strukturu vypůjčí regulační geny, které byly původně aplikované jinde. Kus návodu na končetinu se tak může ocitnout na sebepodivnějším místě, třeba v utváření genitálií.

Pokud jeho geny hrají ve svém novém angažmá důležitou roli, potom nemůžou vymizet, ani když se ztratí jejich původní účel. Přesně k tomu zřejmě došlo i v případě hadů.

Zdroj: CR Infante, AG Mihala, S Park, JS Wang, KK Johnson, JD Lauderdale & DB Menke (2015): Shared Enhancer Activity in the Limbs and Phallus and Functional Divergence of a Limb-Genital cis-Regulatory Element in Snakes. Developmental Cell, 35.

Tagy: archeologie hadi zvířata a příroda věda a poznání

Zdroje: Vlastní