Ne glede na to, ali leti, hodi ali plava, skoraj vsaka žival ima telo, sestavljeno iz zrcalnih podob, pri čemer leva stran odraža desno. Toda ta simetrija v veliki meri teče do kože. V notranjosti ljudi na primer srce sedi levo, medtem ko se jetra ločijo na desni strani.
Sorodne vsebine
- Kaj se lahko ekstroverti in introverti naučijo od polžev
- UV svetloba razkriva barve fosilnih lupin
- Novi globokomorski polži so naravni lastni punk rockerji
V zadnjem stoletju so znanstveniki iskali genetski zapis, ki povzroča notranjo asimetrijo v živalskem kraljestvu, da bi ustvarili popolnejšo sliko, kako se razvijajo vsa bitja. Te gene je mogoče slediti celo milijarde let do zadnjega univerzalnega skupnega prednika. Zdaj mednarodna ekipa meni, da so jo našli - ali vsaj del tega, zahvaljujoč skromnemu polžu ribnika.
Za razliko od večine živali polži na hrbtu nosijo svojo asimetrijo v obliki kodrov školjk. Če napolnimo, polži ne grejo vedno po isti poti - večina se zvija desno, drugi pa se lahko zvijajo levo.
V raziskavi, ki je bila ta teden objavljena v reviji Current Biology , znanstveniki poročajo, da gen formin lahko nadzoruje, ali polžev zarodki začnejo razvijati levo ali desno zakrivljeno lupino. Z eno samo spremembo milijardnih molekulskih črk, ki sestavljajo polžji genom, lahko raziskovalci preklopijo desno curler v levo.
"Z iskanjem gena lahko poiščete iglo v senu, " pravi glavni avtor Angus Davison z univerze v Nottinghamu.
Davison in njegovi sodelavci so preslikali genome več kot 3000 velikanskih polžev ribnikov ali Lymnaea stagnalis in iskali razlike med levo in desno mehkužci. Najprej so se zožili, kje se morda skriva zanimiv gen, nato pa začeli iskati ključne razlike v tem, kako dobro so geni opravljali svoje delo, aka tudi gradnjo beljakovin, ki nadzorujejo biologijo živali.
Čeprav je monumentalna naloga, Davison pravi, da sta se ujela. Skupina je našla mutacijo v enem genu, ki je izklopil proizvodnjo beljakovin v različici polža v nasprotni smeri urinega kazalca.
Čeprav se polževe polže ribnikov navadno zvijajo v smeri urinega kazalca, se lahko zvijajo tudi nasprotno - z nekaj zanimivimi posledicami. Za prvo pa je parjenje z desničarskimi kolegi skoraj nemogoče. (Fotografije Esther de Roij in Gary McDowell, digitalna kompozicija Jeremyja Guaya, Peregrine Creative) "Imeli smo res srečo, ker se izkaže, da mutacija izniči funkcijo gena, " pojasnjuje. Ni vedno tako. Čeprav se mutirani gen sliši zlobno, večina teh naravnih sprememb v genomu nima veliko vpliva na njihove gostitelje. V tem primeru pa je majhna sprememba zadevnega gena - formina - preprečila gradnjo beljakovin.
Znanstveniki so nato poskušali spremeniti načine razvoja otroških polžev z zdravljenjem polžev zarodkov z zdravilom proti forminu. Po pričakovanjih je droga povzročila, da se polži, ki se običajno zvijajo v smeri urinega kazalca, zasukajo v nasprotno smer.
Nobeden od obrnjenih polžev ni preživel zdravljenja. Natančen razlog za to še ni znan, saj nekateri polži seveda obstajajo z zavorom v nasprotni smeri urinega kazalca. Toda "zelo je težko spremeniti asimetrijo, ne da bi spremenili tudi druge pomembne funkcije, " pravi Davison. In formin je gen, ki je bil predhodno ugotovljen, da pomaga pri gradnji celičnih odrov pri vseh živalih, zato bi lahko spremembe gena imele smrtne posledice za celice.
Zanimivo, ali bi lahko bil ta gen pomemben za asimetrijo pri drugih organizmih, je skupina zdravila razvijajoče zarodke žab z istim zdravilom proti forminu in dobili so podobne rezultate - nekatere žabe so zrasle srca na "napačni" strani telesa. To namiguje, da lahko asimetrijo, ki se skriva v številnih več vrstah, vsaj deloma nadzira tudi beljakovine formin.
Ta študija zajema več kot stoletje spletk, ki obdajajo polževe lupine.
Patolog Arthur Edwin Boycott in njegov prijatelj amaterski naravoslovec kapitan C. Diver sta leta 1923 na podlagi svojega dela, ki goji polže v steklenih kozarcih, objavila odkritje genetskega nadzora nad zasukom polžev školjk. Toda za razliko od podedovanih genov za človeško barvo oči, polž, ki desno zavira, ne nosi nujno formin gena z desnim curlingom.
Skoraj 60 let je trajalo, da so znanstveniki ugotovili, kako to deluje. Izkazalo se je, da kodre polža nadzira neka snov, ki jo polžja mama - ohlapno uporabljen izraz, saj so polži hermafroditi - vključena v jajčece v notranjosti ali citoplazmi. Ta snov je spremenila razvoj otroka, kar je vplivalo na njegovo smer kodranja.
"To je bilo pred 34 leti, " pravi biolog Richard Palmer, ki ni bil vključen v raziskavo, "in skušali so ugotoviti, kaj [ta snov je bila] od takrat."
Vstopi Davison in njegovi sodelavci. Z uporabo sodobnih laboratorijskih tehnik skupina ni samo identificirala gena, ampak so tudi ugotovili, da je mogoče zaznati drobne podcelične asimetrije, ko je zarodek velik samo dve celici. Rezultati namigujejo, "da obstaja nekaj univerzalnega sistema, ki nadzoruje asimetrijo na makro ravni, " pravi Palmer.
Ko je sprva zaslišal odkritje, je njegov besedni odgovor povzel dolgo iskanje: "Končno."
Toda zadeva še ni povsem zaključena. Nadzor gena pri zvijanju ne velja za vse kopenske polže in postavlja se nagonsko vprašanje, zakaj polži za razliko od ljudi ne kažejo enakih asimetričnih preferenc in se nenehno zvijajo v isto smer, pravi Palmer.
Davison je verjetno le eden v naboru genov, ki nadzoruje simetrijo med živalmi. Ampak zdaj, ko imajo na koncu ta gen na vidiku, ekipa upa, da jim bodo ti majhni kodri pomagali razkriti, zakaj smo vsi malo zunaj kilter.
Znanstveniki so bili presenečeni, ko so ugotovili, da spremembe v genu formin za razliko od ribnega polža ne nadzirajo smeri zavoja tega japonskega polževega polža. (Esther de Roij)
