Originile omenirii: cercetătorii au urmărit evoluţia omului până la un pește străvechi fără maxilar, sugător de sânge

Cercetătorii au ajuns la concluzia că originile omenirii sunt legate de un pește străvechi fără maxilar, care se hrăneşte cu sânge. Oamenii de ştiinţă au urmărit originile celulelor esențiale pentru evoluția vertebratelor, studiind un grup de pești primitivi, sugători de sânge, numiți lamprete. Aceştia fac parte din aceeaşi familie ca şi ţiparul, respectiv Petromyzontidae.

Peștii fără maxilare, care sug sânge, supranumiți „peștii vampiri”, ne-ar putea ajuta să înțelegem cum au evoluat oamenii și toate celelalte vertebrate, spun oamenii de știință.

Conform unui nou studiu, publicat pe 26 iulie 2024 în revista Nature Ecology and Evolution, lampretele, remarcabile prin lipsa maxilarului și aspectul lor general terifiant, au o populație celulară care a fost esențială pentru originea vertebratelor.^[sursa]

Descendența vertebratelor, inclusiv a oamenilor, merge înapoi în timp până la peștii străvechi care au trăit acum peste 400 de milioane de ani, în perioada devoniană (acum 419 milioane – 359 milioane de ani). În acea perioadă, peștii fără maxilare umpleau mările, în timp ce vertebratele cu maxilare erau rare. Astăzi, situația este inversă.^[sursa]

Lampretele pot oferi detalii despre originile omenirii

Lampretele și balenele sunt singurele grupuri supraviețuitoare ale vertebratelor fără maxilare care au dominat cândva. Acestea sunt printre cele mai primitive vertebrate vii, astfel încât studierea genelor lor poate ajuta cercetătorii să înțeleagă mai bine evoluția vertebratelor timpurii. 

„Lampretele pot deține cheia pentru a înțelege de unde venim. În biologia evolutivă, dacă vrei să înțelegi de unde provine o caracteristică, nu te poți uita înainte la vertebratele mai complexe care au evoluat independent timp de 500 de milioane de ani. Trebuie să te uiți în urmă, la cea mai primitivă versiune a tipului de animal pe care îl studiezi, ceea ce ne duce înapoi la ultimele exemple vii de vertebrate fără maxilar.”, a declarat autorul studiului Carole LaBonne, profesor de bioștiințe moleculare la Universitatea Northwestern din Illinois.^{[detalii profesor]}

LaBonne și colegii săi au comparat genele peștilor cu un grup de broaște acvatice cu maxilare, denumite Xenopus. Aceștia au analizat în special genele care reglează o populație de celule stem numită creastă neurală, care se găsește numai la vertebrate și a contribuit la evoluția vertebratelor, conform studiului.  

„Aceste celule stem sunt esențiale pentru planul corpului vertebratelor, deoarece contribuie la diverse tipuri de celule, țesuturi și structuri care au fost esențiale pentru originea și diversificarea vertebratelor.”, au scris cercetătorii în studiul menţionat.

O genă-cheie ar fi contribuit decisiv la evoluţia celulară

Echipa a descoperit o rețea genică similară la ambele animale – cu excepția unei diferențe majore. O genă de reglare a celulelor stem numită pou5 nu a fost exprimată în celulele crestei neurale ale lampretelor, ceea ce ar fi putut limita capacitatea acestor celule de a crea capul și maxilarul, conform declarației. Acest lucru ar putea explica de ce lampretele nu au maxilar. 

Cercetătorii au analizat, de asemenea, celulele pluripotente blastula, care sunt celule mai primitive despre care echipa crede că sunt legate de evoluția crestei neurale. Aceste tipuri de celule pot deveni potențial toate celelalte tipuri de celule din organism, cunoscute sub numele de pluripotență, astfel încât sunt importante pentru determinarea planurilor corporale.^[sursa]

Oamenii de știință au descoperit că lampretele și Xenopus aveau o rețea de pluripotență complet intactă în celulele lor blastula, ceea ce implică faptul că celulele stem blastula și creasta neurală au evoluat la începutul arborelui genealogic al vertebratelor.

Cercetătorii au emis ipoteza că gena pou5, care se afla atât în celulele blastula de lamprete, cât și în cele de Xenopus, exista atunci când strămoșul vertebratelor cu maxilare și fără maxilare a evoluat pentru prima dată și a fost pierdută ulterior din creasta neurală a vertebratelor fără maxilare.

„În timp ce majoritatea genelor care controlează pluripotența sunt exprimate în creasta neurală a lampretei, expresia uneia dintre aceste gene-cheie, respectiv pou5, a fost pierdută din aceste celule”, a declarat primul autor Joshua York, cercetător în cadrul departamentului de biosciințe moleculare de la Universitatea Northwestern.^{[detalii profesor]}

„În mod uimitor, chiar dacă gena pou5 nu este exprimată în creasta neurală a unei lamprete, aceasta ar putea promova formarea crestei neurale atunci când am exprimat-o la broaște, sugerând că această genă face parte dintr-o rețea de pluripotență antică care a fost prezentă la primii noștri strămoși vertebrați.”, au mai arătat cercetătorii.