Kāpēc salamandru plaušas izzūd pirms dzimšanas? 0 125

Hārvarda universitātes Organiskās un evolūcijas bioloģijas departamenta pētnieki izpētīja bezplaušu salamandru dzimtu, lai saprastu, kā šīs radības jau 25 miljonu gadu laikā iztiek bez plaušām. Zoologi pirmoreiz spēja novērot un izskaidrot, kā salamandru embrijos plaušas vispirms attīstās, bet pēc tam izzūd. Šis atklājums apgāž ilgi pastāvošu teoriju, ka plaušas bija kritiski svarīgas, lai veiktos pāreja uz sauszemi evolūcijas gaitā.

Sena salamandru fosiliju ieraksti neļauj precīzi noteikt, kad tieši notika plaušu zudums — tas varēja notikt pirms 110 miljoniem gadu to senčiem vai atkārtoties vairākkārt sugu vēsturē. Taču vismaz pēdējos 25 miljonu gadu laikā tās veiksmīgi iztiek bez šī orgāna. Salamandras uzsūc skābekli caur ādu, kā arī caur mutes un rīkles audiem. Tam nepieciešams uzturēt mitrumu, tāpēc tās pārklājas ar gļotām, kas atgādina plaušu gļotas, bet atrodas ārpus ķermeņa.

Ekspertu vērtējumā plaušu zudums vairākas reizes neatkarīgi ir noticis dažādām abinieku grupām. Arī mugurkaulaino vidū ir zināmi gadījumi, kad plaušas samazinājušās, taču šī parādība līdz šim palika noslēpums.

Hārvarda biologi, pētot sarkanmuguras salamandras, atklāja, ka embrijos plaušas sāka attīstīties un pat zaroties. Tomēr krietni pirms izšķilšanās šis process tika pārtraukts un agrīnās plaušu šūnas iznīka. Tas bija programmēts un regulējams šūnu pašiznīcināšanās process, kas pazīstams kā apoptoze.

Zinātnieki pieņēma, ka šajā posmā šūnas pārstāj saņemt regulējošus signālus, kas nepieciešami to pavairošanai. Šie signāli jāsniedz no mezenhīmas — audiem, kas ieskauj plaušas.

«Mēs ievietojām plaušainas salamandras mezenhīmu salamandras embrijā bez plaušām un ļāvām tam attīstīties. Tas noveda pie struktūru veidošanās, kas atgādina plaušas, — tas sniedz dažus pierādījumus, ka bezplaušu salamandras joprojām spēj attīstīt plaušas,» sacīja Zakari Lūiss, Hārvarda universitātes evolūcijas biologs.

Eksperiments parādīja, ka bezplaušu salamandrām joprojām saglabājušies gēni un daži procesi, kas nepieciešami plaušu augšanai. Šie gēni saglabājušies, jo var pildīt lomu sirds un galūnu attīstībā.

Atklājums par plaušu zuduma mehānismu abiniekiem sniedz jaunu izpratni par evolūcijas darbību un tās negaidītajiem pavērsieniem. Acīmredzami plaušu zaudēšana nav padarījusi šīs sugas mazāk veiksmīgas; gluži pretēji — tā ļāvusi tām kļūt par dominējošu grupu starp radiniekiem, ziņo Science Alert.