Ewolucja pali za sobą mosty

Zmiany zachodzące w toku rozwijania się gatunków mogą następować tylko w jednym kierunku – twierdzą uczeni i tłumaczą dlaczego

Publikacja: 24.09.2009 02:23

Ewolucja pali za sobą mosty

Foto: Fotorzepa, Sławomir Mielnik

Ewolucja życia na naszej planecie nie może toczyć się wstecz. Innymi słowy, biorąc pod uwagę zmiany, jakie na przestrzeni kilkuset tysięcy lat zaszły w obrębie naszego gatunku, nigdy nie będzie dane Homo sapiens wejść drugi raz do tej samej rzeki. Do takiego wniosku prowadzą badania zespołu amerykańskich naukowców z University of Oregon, które publikuje najnowsze „Nature”.

[wyimek]Obecna wersja życia na Ziemi nie jest ani doskonała, ani jedyna – nieuchronna[/wyimek]

[srodtytul]Wrażliwiec hormonalny[/srodtytul]

Za pomocą skomplikowanych technologii udało im się wskrzesić gen kluczowego receptora hormonalnego, który występował ponad 400 mln lat temu u kręgowców będących naszymi najstarszymi przodkami. W ten sposób odkryli, że w dość krótkim okresie w strukturze białka, które było kodowane przez wspomniany gen, nastąpiło pięć przypadkowych mutacji. Subtelnych zmian nieprzystających do pierwotnego kształtu receptora.

– Z tego wynika, że ewolucja w pewnym sensie pali za sobą mosty – mówi dr Joe Thornton, kierownik badań. – A to z kolei sugeruje, że obecna wersja życia na Ziemi nie jest ani doskonała, ani jedyna – nieuchronna.

Jak opowiada naukowiec, biologów ewolucyjnych już od dawna gryzło pytanie, czy proces ewolucji może się w pewnych warunkach cofnąć. Sprawa ta długo pozostawała nierozstrzygnięta, ponieważ uczeni nie dysponowali pełną wiedzą na temat cech naszych przodków ani tego, jakie dokładnie mechanizmy sprawiły, że wyewoluowali oni do współczesnych kształtów. Dlatego zespół Thorntona zdecydował się przyjrzeć temu problemowi na poziomie cząsteczkowym. W ten sposób można bowiem odtworzyć białka, które dawniej istniały, i sterować nimi tak, by przeanalizować proces ewolucji i jego kierunki.

Amerykańscy badacze skupili się na zmianach w obrębie białka zwanego receptorem glukokortykoidowym (GR), do którego przyczepia się hormon stresu, zwany kortyzolem.

Już w swoich wcześniejszych pracach zespół Thorntona dowiódł, że GR rozwinął się ponad 400 mln lat temu. Początek dało mu prabiałko wrażliwe na inny hormon, aldosteron. Naukowcom udało się także odkryć siedem pierwotnych mutacji, które sprawiły, że receptor stał się wrażliwy na kortyzol.

Kiedy uczeni dowiedzieli się, w jaki sposób doszło do rozwoju współczesnej wersji GR, zaczęli się zastanawiać, czy można go nakłonić do spełniania dawnej funkcji. Wskrzesili więc jego dawną formę do życia i cofnęli przebieg siedmiu mutacji, które wpłynęły na jego ewolucję.

– Spodziewaliśmy się, że tym samym otrzymamy receptor wrażliwy na różne hormony – tłumaczy uczony. Tymczasem efektem było całkowicie martwe, niedziałające białko. – Najwyraźniej inne mutacje, do których doszło w trakcie ewolucji GR, zadziałały jako mechanizm zapadkowy. A to sprawiło, że białko stało się nieczułe na cechy z „poprzedniego życia” – mówi badacz. Aby zidentyfikować te mutacje, uczeni postanowili się bliżej przyjrzeć atomowej strukturze białka zarówno przed, jak i po zmianie jego funkcji. W ten sposób znaleźli w młodszej wersji GR pięć specyficznych mutacji, które kłóciły się z architekturą starszego wariantu białka. Po ich cofnięciu otrzymali receptor, o który im chodziło.

[srodtytul]Cofnąć bieg historii[/srodtytul]

– Ewolucja jest pogonią za aktualnie potrzebnymi rozwiązaniami – mówi „Rz” prof. Ryszard Korona z Instytutu Nauk o Środowisku Uniwersytetu Jagiellońskiego. – Ale jak potwierdza opisane na łamach „Nature” badanie, to, co udaje się w jej toku osiągnąć, jednocześnie zamyka wiele dróg, szczególnie powrót do przeszłości.

Podobnie sytuacja wygląda z badanym przez Amerykanów białkiem. – Nawet jeśli jego pierwotna postać okazałaby się znowu optymalna, to nie ma mowy, by w drodze naturalnej selekcji ponownie się pojawiła – przyznaje Joe Thornton. Z drugiej strony, gdyby udało się cofnąć zegar i pozwolić, by historia wydarzyła się raz jeszcze, to jest bardzo prawdopodobne, że zaszłyby inne mutacje, niż te, które doprowadziły do powstania współczesnego świata. Naukowcy są coraz bardziej przekonani, iż to, co nosi Ziemia, jest rezultatem tylko jednej z wielu wersji wydarzeń, które mogły zaistnieć. O tym, że do głosu doszła ta, a nie inna, zadecydował ślepy traf ewolucji.

[i]Masz pytanie, wyślij e-mail do autorki [mail=i.redlinska@rp.pl]i.redlinska@rp.pl[/mail][/i]

Ewolucja życia na naszej planecie nie może toczyć się wstecz. Innymi słowy, biorąc pod uwagę zmiany, jakie na przestrzeni kilkuset tysięcy lat zaszły w obrębie naszego gatunku, nigdy nie będzie dane Homo sapiens wejść drugi raz do tej samej rzeki. Do takiego wniosku prowadzą badania zespołu amerykańskich naukowców z University of Oregon, które publikuje najnowsze „Nature”.

[wyimek]Obecna wersja życia na Ziemi nie jest ani doskonała, ani jedyna – nieuchronna[/wyimek]

Pozostało 89% artykułu
Nauka
Orki kontra „największa ryba świata”. Naukowcy ujawniają zabójczą taktykę polowania
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Nauka
Radar NASA wychwycił „opuszczone miasto” na Grenlandii. Jego istnienie zagraża środowisku
Nauka
Jak picie kawy wpływa na jelita? Nowe wyniki badań
Nauka
Północny biegun magnetyczny zmierza w kierunku Rosji. Wpływa na nawigację
Materiał Promocyjny
Do 300 zł na święta dla rodziców i dzieci od Banku Pekao
Nauka
Przełomowe ustalenia badaczy. Odkryto życie w najbardziej „niegościnnym” miejscu na Ziemi