Naujame moksliniame straipsnyje, publikuotame žurnale „Nature Scientific Reports“, skelbiama, jog nors žmonės ir kalmarai vystėsi skirtingais evoliucijos keliais, tiek mūsų, tiek ir kalmarų evoliucija vyko progresuojant tam pačiam genui.
Akys – tai evoliucijos dovana
Kaip ir visų kitų organų, akys yra daugelio genų kombinacijų produktas. Dauguma šių genų teikia informaciją apie atskirų akių dalių formavimąsi. Pavyzdžiui, vienas iš genų yra atsakingas už šviesai jautrų pigmentą. Kitas – už lęšiuko susidarymą.
Dauguma genų tarsi pateikia darbų sąrašą, kurį akis turi perskaityti: vienas genas formuoja vieną struktūrą, kitas – kitą. Tačiau yra genų, kurie koordinuoja kitų genų darbą. Užuot buvę atsakingi už kurios nors atskiros dalies susiformavimą, jie teikia informaciją apie tai, kur ir kokios dalys turi būti formuojamos. Kadangi šių reprodukcinių ląstelių fragmentų vaidmuo yra svarbiausias akių struktūrų susidaryme, jos vadinamos pagrindiniais kontroliuojančiais genais.
Vienas svarbiausių šių genų yra Pax6. Ankstesnis šio geno prototipas turbūt buvo atsakingas už labai primityvų regos aparatą. Tai buvo primityvūs regos sensorių ląstelių sankaupos, kurios reaguodavo į ryškius šviesos pokyčius.
Šiais laikais Pax6 geno pirmtako modifikuotas variantas aptinkamas daugumoje gyvūnijos: jį turi ir paukščiai, ir bitės, ir moliuskai, ir banginiai, ir kalmarai, ir žmonės. Tai atspindi Pax6 evoliucijos diferenciaciją jau kambro eroje – daugiau kaip prieš 500 mln metų.
Žymusis genas dabartiniais laikais yra atsakingas už įvairiausių akių tipų formavimąsi. Be mums įprastų žmonių tipo akių, jis svarbus ir sudėtinių akių susidaryme, kuriomis pasižymi vabzdžiai. Šios akys neįprastos tuo, jog iš daugelio šviesai jautrių dalelių sufokusuoja bendrą vaizdą. Pax6 taip pat atsakingas už akių tipą, kuris būdingas stuburiniams gyvūnams: paprastąją akį, turinčią fotoaparato objektyvo sandarą, kurios išorinę dalį sudaro lęšiukas ir rainelė, skysčiu užpildyda vidinė dalis bei vaizdą perduodanti tinklainė.
Dėl tokio sudėtingo aparato sukūrimo, Pax6 genas turėjo progresuoti. Šį procesą užtikrinti padėjo evoliucija, dėl kurios buvo sukurta eilė instrukcijų iš vieno primityvaus geno.
Kaip ir visi genai, Pax6 yra nukleotidų seka užkoduota DNR. Kad šis kodas veiktų, DNR turi būti nuskaityta ir perrašyta į kitos rūšies kodą. Šis kodas vadinamas RNR.
RNR kodas yra ypatingas tuo, jog jis gali būti redaguojamas. Vienas iš redagavimo būdų vadinamas įterpimu, kurio metu yra iškerpama vidurinė kodo dalis ir sujungiami galai. Įterpimas unikalus tuo, jog šiuo būdu iš to patie kodo galima sukurti kelias skirtingas sekas. Būtent šiuo būdu gali būtu įterpta Pax6 geno RNR. Taigi, iš vienos Pax6 RNR galima sugeneruoti dvi skirtingas sekas.
Naujame moksliniame straipsnyje japonų mokslininkai pastebi, kad Pax6 RNR įterpimas iš tikrųjų buvo netikėtas skirtingose organizmų grupėse susidarant regos aparatui. Pasirodo tai stebima tokiuose gyviuose kaip kalmarai, sepijos, aštuonkojai, kurie priklauso pilvakojų klasei.
Pilvakojų akys yra visiškai tokios pačios kaip ir žinduolių, tačiau šie organai pas pilvakojus susiformavo nepriklausomai nuo mūsų. Paskutinis bendrų giminystės bruožų turėjęs pilvakojų ir žinduolių palikuonis gyveno seniau kaip prieš 500 mln metų.
Pilvakojų Pax6 geno RNR įterpimo pavyzdys puikiai atspindi nenuspėjamus evoliucijos klystkelius. Naudodama analogiškas struktūras evoliucija gali sukurti dar labiau netikėtų darinių.
Parengė Šarūnas Večerkauskas
