Dlaczego ludzie nie mają ogonów? Naukowcy na tropie ewolucyjnej zagadki
Pytanie o ogon u ludzi wcale nie jest błahe. To nas wyróżnia i dało nam 25 mln lat temu wielką ewolucyjną przewagę. Naukowcy właśnie odkryli, że odpowiada za to genetyczna mutacja. Jednak skąd się wzięła? To kolejna zagadka.
partner merytoryczny
Niemal wszystkie kręgowce trzymają się jednego planu budowy ciała. Ryby, dinozaury czy psy w gruncie rzeczy zbudowane są podobnie - mają głowę, korpus, kończyny. Nawet węże czy przystosowane do życia w morzach walenie mają często szczątkowe kości kończyn. Wszystkie je łączy jeszcze jedno: mają ogon, który przez setki milionów lat były niezbędnym atrybutem dużych zwierząt.
Wyłamały się tylko naczelne, stając ewolucyjnym ewenementem. Jednak najstarsi znani przedstawiciele tego rzędu, żyjący 66 mln lat temu, ogony mieli. Zmiana zaszła 41 mln lat później. Zespół genetyków z Nowego Jorku ogłosił właśnie, że udało mu się odnaleźć mutację genetyczną, która za to odpowiada. Choć to, dlaczego taka mutacja dała przewagę ewolucyjną naszym pierwszym bezogonowym przodkom, pozostaje zagadką.
Tajemniczy gen TBXT
Pewne jest, że utrata ogona miała głęboki wpływ na ewolucję reszty naszego ciała i ukształtowała człowieka może bardziej, niż jakakolwiek inna zmiana. Mięśnie, które u naszych przodków odpowiadały za poruszanie ogonem, przekształciły się w rodzaj siatki na miednicy. Ten mięśniowy hamak stanowi podstawę, która utrzymuje ciężar organów u istot poruszających się w pozycji wyprostowanej. Bez tego najprawdopodobniej nasi przodkowie nigdy nie nauczyliby się pokonywać długich dystansów na dwóch nogach.
Aby zrozumieć, z jakiego powodu naczelne straciły ogony, zespół z Uniwersytetu w Nowym Jorku i Uniwersytetu Cornella, którym kierował biolog Bo Xia, przyjrzał się, jak w ogóle powstaje ta część ciała u zwierząt. We wczesnych stadiach rozwoju embrionu uaktywnia się zestaw genów, które koordynują budowę różnych części kręgosłupa, wykształcając charakterystyczne odcinki, takie jak szyja i odcinek lędźwiowy. W embrionach, także ludzkich, wyłania się też zalążek ogona, wewnątrz którego rozwija się specjalny łańcuch kręgów, mięśni i nerwów.
Naukowcy zidentyfikowali ponad 30 genów zaangażowanych w rozwój ogonów u różnych gatunków. Xia był przekonany, że nasi przodkowie stracili ogon, gdy mutacje zmieniły jeden lub więcej z nich. Aby znaleźć te mutacje, porównał DNA sześciu gatunków małp bezogonowych z dziewięcioma gatunkami ogoniastych małp. W końcu odkrył mutację występującą u małp człekokształtnych i ludzi, ale niewystępującą u wyposażonych w ogony małp, w genie zwanym TBXT. Mutacja składa się z 300 genetycznych liter w środku genu.
Aby sprawdzić, czy faktycznie to właśnie ten gen odpowiada za zagadkę znikającego ogona, Xia i jego koledzy zmodyfikowali genetycznie myszy, wprowadzając do ich DNA mutację genu TBXT występującą u ludzi. Kiedy zmodyfikowane embriony się rozwinęły, wiele zwierząt nie wykształciło ogona. U pozostałych wyrósł, ale był bardzo krótki.
Niebezpieczna mutacja
Zespół Xia sugeruje, że to przypadkowa mutacja tego genu spowodowała, że u żyjącej wówczas małpy ogon po prostu nie wyrósł. Mimo takiego defektu zwierzę przetrwało i przekazało mutację dalej.
Tyle że to nie wyjaśnia drugiej istotnej kwestii, czyli tego, co zyskali nasi przodkowie, tracąc ogon. O ile późniejsze efekty, czyli umożliwienie poruszania się w pozycji wyprostowanej, są jasne, o tyle wydawałoby się, że pierwsze bezogonowe zwierzęta będą na straconej pozycji. Pierwsze małpy człekokształtne były większe od małp z ogonami, mimo to również sporą część swojego życia spędzały na drzewach. Brak ogona najprawdopodobniej zwiększał prawdopodobieństwo wypadków, bo zwierzętom było trudniej utrzymać równowagę. Spadając, masywniejsze małpy człekokształtne ryzykowały poważnymi obrażeniami czy śmiercią. Taki los miał spotkać jednego z najsłynniejszych praludzi, czyli australopiteczkę Lucy.
Utrata ogona łączyła się też z innymi niebezpieczeństwami. Zespół Xia odkrył, że mutacja TBXT nie tylko prowadzi do skrócenia ogona, ale może także powodować wady rdzenia kręgowego. To, dlaczego taka mutacja dała naszym przodkom przewagę, pozostaje niejasne.
Nie kończą się też badania genetycznych podstaw przemiany. Gen TBXT może być głównym czynnikiem decydującym o bezogonowości, ale zapewne nie jest jedynym. Zmiana tego genu u myszy powoduje pojawienie się wielu wersji ogonów, od zupełnego zaniku do ogonów przekształconych czy skarłowaciałych. Tymczasem kość ogonowa u człowieka, stanowiąca ostatnią pozostałość po ogonach naszych przodków, kształtuje się u każdego człowieka tak samo. Inne geny muszą wpływać na jej rozwój, powodując, że wszyscy mamy podobną anatomię.
