Greg Laden on vierailemassa blogissa tällä viikolla Saran ollessa lomalla. Löydät hänen säännöllisen bloginsa osoitteesta Scienceblogs.com ja Quiche Moraine.
Darwin ehdotti, että kaikki lajit syntyivät yhdestä yhteisestä esi-isästä, ja että tähän prosessiin liittyi melkein lukemattomia haarautumistapahtumia ajan mittaan. Taaksepäin, tämä tarkoittaa, että kaikkien elävien lajien analyysin tulisi tuottaa elämän "sukupuu", joka osoittaa esimerkiksi kuinka kaikki apinat ovat suhteessa toisiinsa ja kuinka apinat sopivat laajempaan nisäkäspuun elämä ja miten nisäkkäät sopivat haaraksi selkärankaisten elämäpuussa ja niin edelleen.
Tämä on tietysti yksi tärkeimmistä asioista, joita tutkijat ovat alkaneet Darwinin jälkeen, ensin käyttäessään elävien eläinten ja fossiilien fyysistä ulkoasua ja myöhemmin DNA: ta. DNA: lla on kuitenkin vaikeaa selvittää elämän puun yksityiskohdat kauemmas taaksepäin katsottuna. Tämä johtuu siitä, että kun DNA-koodin osat muuttuvat ajan myötä, se voi satunnaisesti vaihtaa takaisin aikaisempaan koodiin, mikä hämmentää tilannetta. Tämä voidaan ratkaista käyttämällä erittäin suurta määrää dataa ja paljon tietokonevoimaa ja soveltamalla joitain tehokkaita teorioita.
Kansainvälinen tutkijaryhmä on juuri julkaissut tällaisen tutkimuksen varhaisista bilaterialaisista (kahdenvälisesti symmetrisiä eläimiä, kuten ihmisiä, kaloja ja matoja), joka ratkaisee biologian pitkäaikaisen kysymyksen: Mihin sijoitamme evoluutioelämän puussa tietyn ryhmä matoja nimeltään Acoelomorpha?
Nämä hyvin pienet limamat ovat monin tavoin kahdenvälisiä eläimiä, mutta niistä puuttuu joitain tärkeimmistä ominaisuuksista, joita kahdenvälisillä eläimillä on ... kuten suolistossa. Kaikilla kahdenvälisillä eläimillä on suoli, joka on vuorattu erityisellä solulla, joka helpottaa ruuansulatusta. Acoelomorpha, joka on kokonainen turvapaikka, joka sisältää noin 350 lajia, "sulavat" ruokaa aivan eri tavalla. Jotkut lajit ottavat ruokaa kehoonsa suun kautta, mutta se ei pääse asianmukaiseen suolistoon. Sen sijaan ruuanpalat tulevat säkkiin, joka on täynnä erityisiä soluja, jotka ympäröivät ruuanpalat sitten. Ruoka hajoaa sitten solujen sisällä. Joillakin lajeilla ruoalla ei ole edes tilaa mennä, vaikka siellä on suu. Näissä lajeissa ruoka on enemmän tai vähemmän työnnetty organismin kehon solujen väliin, missä se sitten sulataan.
Koska muista kahdenvälisistä eläimistä puuttuu joitain keskeisiä piirteitä, näitä olentoja on ollut vaikea sijoittaa varmuudella elämäpuuhun, joten vuosien varrella tämä haara on siirretty silloin tällöin paikasta toiseen.
Casey Dunn Brownin yliopistossa ja kuusitoista kollegoa ympäri maailmaa väittävät, että he ovat lopulta varttaneet Acoelomorphaan, missä se kuuluu elämän puuhun. Käyttäen yksityiskohtaista ja kattavaa DNA-analyysiä, he ovat sijoittaneet Acoelomorpha -solun aivan muiden kahdenvälisten eläinten ulkopuolelle siskokappaleena kaikille muille kahdenvälisille eläimille (mutta silti bliaterian ryhmässä).
Tämä on tärkeää monista syistä, paitsi että asetetaan Acoelomorpha oikealle paikalleen.
Ensinnäkin, se sijoittaa ensimmäisen hajoamisen bilaterien vuotoon oikeaan paikkaansa. Tämä puolestaan sallii paremman jälleenrakentamisen kahdenvälisen viimeisen yhteisen esi-isänsä paremmin. Minkä tahansa laaryhmän viimeisen yhteisen esi-isän jälleenrakentaminen on erittäin tärkeää, koska erot esi-isän ja kaikkien seuraavien lajien välillä edustavat evoluutiotapahtumia (tai tapahtumien jaksoja). Esimerkiksi Acoelomorphalla ei ole erityisillä soluilla vuorattua suolia, heillä ei ole kahta sukupuolta, heillä on sperma kahdella pyrstöllä yhden sijaan ja heillä on lihaskudoksia, jotka eroavat myöhemmistä bilaterioista. Yksi parhaimmista tavoista ymmärtää kahdenvälisten suolien, sukupuolielinten lisääntymisen ja lihaksien keskeisten piirteiden kehitys olisi vertailla suoraan näiden sopeutumisten varhaisia muotoja, kuten Acoelomorpha edustaa, myöhempiin muotoihin.
Tämä havainto saattaa myös sanoa jotain tärkeätä varhaisten kahdenvälisten eläinten kehityksessä. Jos voidaan vahvistaa, että Acoelomorpha todella esiintyi tuolloin suolistottomana, käyttämällä menetelmää, jolla se peitetään ruokaansa, jota sen tiedetään käyttävän nykyään, silloin tämä osoittaa, että kahdenvälisten eläinten lähtökohtana oleva keskeinen evoluutiotapahtuma on voinut liittyä muutos, miten ruokaa käytettiin energialähteenä. Voi olla, että bilaterian suoliston keksintö on juuri syy heidän evoluutio-menestykseen.
On mahdollista, että tämä outo suoliton ruuansulatuksen muoto tai mikä tahansa muu ominaisuus, joka on ainutlaatuinen Acoelomorphalle, kehittyi ryhmässä varhain Acoelomorhan historiassa. Pelkästään se tosiasia, että ominaisuus on yksilöllisessä eläinlajissa yksinkertaisempi kuin toisessa, ei takaa, että se edustaa esi-isämuotoa. (Esimerkiksi nauhamatoista puuttuu melko paljon aivoja, mutta ne ovat kehittyneet esi-isistä, joilla oli aivojen kaltaisia rakenteita.) Lisäanalyysejä tarvitaan, jotta voidaan tehdä varmoja esimerkiksi siitä, että tämä ruuansulatusmenetelmä edustaa alkuperäistä, kahdenvälistä (ennen -suoli) sopeutuminen. Mutta se todennäköisesti tekee.
Teos on julkaistu lehdessä Proceedings of the Royal Society B.
