Na objave spolupracoval aj biológ z Univerzity Komenského. Prácu publikoval prestížny časopis eLife.
Zdroj: Univerzita Komenského v Bratislave
Rozhodli sa nadobro skoncovať so životom vo vode a za svoje nové prostredie si zvolili súš. Obojživelníky, ktoré pred 340 miliónmi rokov podstúpili túto radikálnu zmenu, čakalo niekoľko nevyhnutných premien v súvislosti s ich anatómiou.
Plutvy vymenili za končatiny štvornohých zvierat, zmenili sa im orgány, ktoré umožňujú dýchanie, avšak významne sa im musela prispôsobiť aj tvorba krvných buniek, ktoré sú nevyhnutné pre život.
Medzinárodná skupina vedcov vrátane evolučného biológa Univerzity Komenského v Bratislave Jozefa Klembaru zistila, kedy a v prípade ktorej skupiny stavovcov začala krvné bunky produkovať práve kostná dreň.
Ich publikácia vyšla začiatkom marca v časopise eLife, ktorý patrí k top najprestížnejším „open access“ časopisom vo svojich oblastiach.
Zmeniť sa muselo viacero orgánov
Život v suchozemskom prostredí pre štvornohé zvieratá znamenal premenu orgánov spojených s dýchaním, rozmnožovaním či sluchom. Ďalšou a nemenej dôležitou adaptáciou bola tvorba krvných buniek.
Krvné bunky tvoria takmer polovicu obsahu krvi a sú medzi nimi krvné doštičky, červené a biele krvinky. Vodným stavovcom sa krvinky tvoria v mäkkých orgánoch – v obličkách alebo v pečeni. Väčšine štvornohých zvierat sa ale produkujú v dlhých kostiach končatín, ako sú ramenná či stehenná kosť.
Doteraz sa predpokladalo, že krvotvorba (hematopoéza) sa v dlhých kostiach objavila už pred prechodom rýb na štvornohé zvieratá.
„S kolegami zo Švédska, z Francúzska a Austrálie sme sa preto rozhodli vyriešiť túto dlhotrvajúcu diskusiu medzi vedcami. Zaujímalo nás, kedy začala krvotvorba migrovať z mäkkých orgánov vodných stavovcov do dlhých kostí. Naša práca nadväzuje na výsledky štúdia vývinu dlhých kostí a evolúciu ich rastovej stratégie v prípade permských štvornohých zvierat – seymouriamorfov – čo sú najranejšie amnióty. Z dnes žijúcich stavovcov k nim patria vtáky, plazy a cicavce,“ hovorí Jozef Klembara z Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského (UK).
Prvé boli permské štvornohé zvieratá
Pomocou štúdia mikroarchitektúry dlhých kostí raných obojživelníkov, predkov plazov ako i najranejších plazov, zistili, že permské štvornohé zvieratá boli medzi prvými, v prípade ktorých sa v ich dlhých kostiach objavili zhluky kostnej drene. Ich dlhé kosti skúmali predovšetkým použitím vysokorozlíšiteľnej röntgenovej mikropočítačovej tomografie v Grenobli.
„Na štúdium sme použili fosílie raných štvornohých zvierat. Medzi nimi aj jedince rodu Discosauriscus pochádzajúce z vykopávok v Boskovickej panve na Morave, ktoré sú uložené v Prírodovedeckom múzeu Slovenského národného múzea v Bratislave. Druh Seymouria sanjuanensis som zas zapožičal z múzea v Pittsburghu,“ vymenúva evolučný biológ UK Jozef Klembara.
Tento objav potvrdil, že krvotvorba sa presunula do kostí až počas permu, teda milióny rokov po tom, ako sa obojživelníky premenili na štvornohé zvieratá.
„Kostná dreň, v ktorej sa tvorili krvinky, vznikala postupne v dutinách dlhých kostí. Prvé štvornohé zvieratá, v prípade ktorých boli bunky kostnej drene identifikované, pochádzajú až z oveľa neskoršieho obdobia – z permu,“ vysvetľuje Jozef Klembara.
Vedci sa nazdávajú, že tvorba krvných buniek sa z vnútorných orgánov mohla presunúť do kostí preto, lebo novovzniknuté krvné bunky sú v dutinách kostí lepšie chránené pred podmienkami vyskytujúcimi sa na súši, ako sú ultrafialové žiarenie či extrémna zmena teploty. Túto hypotézu je však potrebné ďalej skúmať.
Zdroj: Tlačová správa Univerzity Komenského
https://doi.org/10.7554/eLife.51581
(DK)
