Středa 20. října 2021, svátek má Vendelín
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet

Lidovky.cz

Mořská houba objasňuje vývoj

Česko

Jak se vytvářela naše nervová soustava? Na tuto otázku dostávají vědci odpověď díky studiu mořských hub a dalších mnohobuněčných živočichů, kteří patří k nejstarším obyvatelům této planety.

Vodní houby se dlouho považovaly za první stupínek evoluční cesty, na jejímž konci stojí člověk. Ti, kterým vadí, že mají ve svém rodokmenu nevzhlednou amorfní věc, která se používá na mytí, ale mohou být klidní: podle posledních výzkumů houby do našeho příbuzenstva nepatří ani vzdáleně.

„Mnohé dřívější studie tvrdily, že společný předek všech živočichů byl tvor podobný vodní houbě,“ říká Gert Wörheide z Univerzity Ludwiga-Maxmiliana v Mnichově. Proto se na tyto nejjednodušší mnohobuněčné organismy soustředila velká pozornost.

„Naše výsledky ale jednoznačně prokazují, že tomu tak není. Teď už víme, že všechny vodní houby mají společného předka, který není součástí vývojové linie žádného z ostatních živočichů. Znamená to, že ani člověk není potomkem nějaké houby, jak se dřív často říkalo,“ dodává Gert Wörheide.

Život na úsvitu věků Už od časů Charlese Darwina se snaží evoluční biologové vytvářet „stromy života“ – grafická schémata znázorňující příbuzenské vztahy mezi druhy a jejich vývoj od jednodušších forem ke složitějším.

Jak už samo označení takového grafu napovídá, podobají se stromu, kde z jediného „kmene“ odnožuje mnoho větví vedoucí až k současným druhům. Tím „kmenem“ by měl být společný předek všech mnohobuněčných živočichů – a mnoho vědců předpokládalo, že logicky jím byl ten nejjednodušší z nich, tedy vodní houba.

Ve skutečnosti ale právě kolem počátků evoluce mnohobuněčných živočichů je stále ještě mnoho nejasného. Dnes se předpokládá, že proběhla někdy v pozdním období prekambria, tedy před 650 až 540 miliony let. V té době patrně vznikly kmeny nejjednodušších živočichů, především živočišné houby (Porifera), žahavci (Cnidaria), vločkovci (Placozoa) a žebernatky (Ctenophora).

Žahavci, mezi něž patří třeba známí nezmaři, medúzy a koráli, už mají poměrně složitou stavbu a totéž lze říci také o žebernatkách. Naproti tomu vločkovci a houby mají tu nejprimitivnější organizaci těla, jakou si lze představit: jde jen o dvě vrstvy buněk, které nevytvářejí žádné orgány.

Evoluční vztahy mezi těmito nejstaršími živočichy jsou stále ještě nepříliš jasné – a přitom právě ony by mohly ozřejmit jednu z nejdůležitějších etap naší evoluce: přechod od jednobuněčných tvorů k mnohobuněčným, vznik orgánů, smyslů a nervové soustavy.

Vločkovci jsou velmi vzácní. Vědci znají jen dva druhy, o jejich biologii ani evoluci se mnoho neví a jejich zařazení do živočišného systému je nejasné. Žahavci a žebernatky už na vývojovém žebříčku zjevně postoupili o nějakou tu příčku výš, takže jejich svědectví o počátku evoluce je tak trochu z druhé ruky. Naproti tomu hojně rozšířené vodní houby, které už na úsvitu věků zanechaly mnoho fosilií, představují vděčný studijní materiál.

Slepá cesta vývoje Mezinárodní vědecký tým, v němž byl kromě již zmíněného Gerta Wörheideho také Hervé Philippe z Montrealské univerzity a Michael Manuel z Pařížské univerzity, prostudoval genom 55 druhů hub, vločkovců, žahavců a žebernatek a za pomoci počítačové srovnávací analýzy hledal vzájemné vztahy mezi těmito tvory.

Výsledky vrhly nové světlo na mnohé evoluční hypotézy a některé zcela rozmetaly – jak už to tak ve vědě bývá. Počítačová analýza například ukázala, že všechny živočišné houby povstaly z jediného společného předka, přestože někteří vědci je podezírali z toho, že to s pevnými svazky v jejich rodině nebude nijak slavné. Především ale vyvrátila častou představu, že právě mezi houbami je třeba hledat průkopníka, který poprvé v historii Země spojil sílu jednotlivých buněk do společného organismy, aby dal vznik všem živočichům včetně člověka.

Mnoho vědců se zabývalo hledáním podobností mezi různými druhy vodních hub a jinými organismy, aby určili, kudy vedla cesta od jednobuněčných mikroorganismů až k nám.

Nyní je ale zřejmé, že žádná taková cesta neexistuje: pouť, po které se vydaly houby, je slepá a nikam nevede. Takže vznik komplikovaných organismů z mikrobů se na naší planetě odehrál nejméně třikrát – revoluci uskutečnily rostliny, živočichové a živočišné houby. Což mimochodem tak trochu zpochybňuje i české označení této skupiny, protože s živočichy evolučně nemá nic společného.

„Naše analýza také odhalila velmi blízké vztahy mezi žahavci a žebernatkami, které pravděpodobně ve skutečnosti tvoří jednu společnou skupinu,“ uvedl Wörheide. „Potvrdili jsme tak hypotézu, která byla poprvé vyslovena už v roce 1848.“ Svědectví proti ledové kouli Genová analýza také vrhla nové světlo na původ orgánů a nervové soustavy. Společná skupina žahavců a žebernatek už obojím disponuje – a současně má další znaky společné s vyššími organismy, od nichž už vede evoluční cesta k nám.

„Zdá se, že nervový systém vznikl jen jednou v historii Země,“ konstatuje Gert Wörheide. Analýza však našla genetické nástroje ke stavbě nervového systému, svalů a orgánů i v genomu hub. Dalším cílem výzkumu bude zjistit, odkud se tyto geny vzaly.

Otázkou také zůstává, jak asi vypadal společný předek živočišných hub. Po jeho stopě se nedávno vydal tým Gordona Loveho z University of California v Riverside, kterému se podařilo objevit známky přítomnosti dávných hub v útesech Ománu na jihovýchodě Arabského poloostrova. Jde o skály staré přibližně 635 milionů let. Svědectví je tedy o celé desítky milionů let starší než dosud známé stopy mnohobuněčných organismů na naší planetě. Love sice nenalezl přímo zkameněliny hub, objevil však chemické známky jejich přítomnosti, tedy sloučeniny, které v geologických vrstvách zanechaly během svého života i při rozkladu po uhynutí.

„Už jen to, že jsme schopni tyto látky indikovat, znamená, že houby musely být hojné a tvořily významnou složku ekosystému mořského dna,“ tvrdí Gordon Love na stránkách vědeckého časopisu Nature. „Neříkáme proto, že jsme objevili první živočichy. Říkáme, že jsme objevili velmi ranou skupinu živočichů, jejichž biomasa musela tehdy být poměrně významná.“

Gordon Love ze svého objevu vyvozuje i další závěry: „Šlo patrně o drobné kolonie hub velké sotva několik milimetrů. Živily se filtrováním detritu z mořské vody. Jejich velikost omezovalo množství kyslíku, jehož obsah v prostředí byl tehdy na mnohem nižší úrovni než dnes.“

Loveho objev provází také jedna vědecká záhada – nebo hrozba pro populární hypotézu Země jako sněhové koule. Datování skal z Ománu klade jejich vznik do doby, kdy měla být celá planeta pokrytá ledem tak, že by to žádný mnohobuněčný organismus nepřežil. Například i na rovníku měly být oceány pokryté dvoukilometrovou vrstvou ledu.

„Pokud byla naše planeta opravdu zmrzlá, jak to, že tyto houby takové podmínky přežily?“ ptá se Jochen Brochs z Australian National University v Canbeře. Jedinou možností jsou podle něho horké prameny, existence hub v nich je ale dost pochybná. „Myslím, že objev nám o hypotéze Země jako sněhové koule cosi naznačuje.“

Gordon Love je ale přístupný kompromisu. „Věřím, že tu byla refugia – místa, kde se zachovaly příznivé podmínky, včetně oceánu s volnou hladinou. Právě jejich existence, společně s celkovým stavem planety v té době, mohla znamenat mocný impuls pro evoluci a vznik nových druhů.

***

Podle genové analýzy vznikl nervový systém jen jednou v historii Země

Autor:

Váš syn bude žít jen pár týdnů. Zpověď matky zesnulého hokejisty Buchtely

Premium Přežít své dítě. Pro každého rodiče ta nejhorší představa. Teprve dvacetiletý hokejista Ondřej Buchtela zemřel loni v...

Děti zvládnou všechno, to samé ženy. Muži však nevydrží, říká expert na přežití

Premium Tři dny trvalo pátrání po osmileté Julii z Berlína, která se v neděli ztratila rodičům u Čerchova na Domažlicku. V...

Jak se rodí sebevražda. Psychiatr Höschl nejen o schizofrenii a depresi

Premium Jak velká musí být síla, která člověka dožene k tomu, že si sám dobrovolně vezme život? Jaké jsou poslední myšlenky...