Cozi pierdute și alte urme ale evoluției

În anii 1920, cercetătoarea Nadine Dobrovolskaia-Zavadskaia, care emigrase la Paris după războiul civil din Rusia și era interesată de efectele radiațiilor asupra țesuturilor, a făcut o primă descoperire neașteptată cu privire la dezvoltarea cozilor. Studiind efectele mutațiilor genetice induse prin expunerea la radiații, Dobrovolskaia-Zavadskaia a observat că șoarecii care dobîndiseră una dintre aceste mutații aveau cozi foarte scurte. Porțiunea din materialul genetic unde avusese loc mutația a fost numită Brachyury, care înseamnă „coadă scurtă” în greacă. Brachyury s-a dovedit a fi o genă cu mai multe roluri foarte importante pentru dezvoltarea normală a organismului, astfel încît inactivarea ei completă este letală. Totuși, legătura dintre Brachyury și formarea cozilor este interesantă și din perspectiva dispariției cozilor în cursul evoluției, acestea fiind prezente la maimuțe dar nu la cimpanzei sau la oameni. Un studiu apărut în revista Nature în luna februarie a acestui an sugerează că o modificare în cadrul genei Brachyury a făcut ca membrii familiei Hominidae, hominizii, din care fac parte și cimpanzeii, gorilele și oamenii, să își fi pierdut cozile la un moment dat în cursul evoluției. Deși este probabil să existe și alte modificări biologice care au dus la pierderea cozilor de către aceste specii, este foarte posibil ca o contribuție semnificativă la această schimbare anatomică să aparțină modificărilor genei Brachyury. Deși pierderea cozii a avut loc la strămoșii oamenilor din familia hominizilor acum foarte mult timp, momentul fiind estimat a fi survenit cu în jur de 25 de milioane de ani în urmă, osul coccis (în engleză tailbone) de la baza coloanei vertebrale a rămas un vestigiu al acestei structuri pierdute. Există și alte astfel de vestigii ale evoluției, termen care vine din latinescul vestigium însemnînd „urmă”, care sînt rămășite ale unor structuri ce au fost pierdute în cursul evoluției, dar care de multe ori îndeplinesc în prezent și alte roluri în corpurile în care au rămas.

În cazul oamenilor, pe lîngă osul coccis, Darwin observase și alte astfel de vestigii, pe care le numea structuri sau organe „rudimentare”, precum măselele de minte, care erau mai potrivite unui alt tip de dietă al oamenilor, și plica semilunaris, porțiunea în formă de semilună din colțul ochiului care este o urmă a „celei de-a treia pleoape”, o membrană transparentă care încă există la multe alte animale cum ar fi unele păsări sau reptile. Pe lîngă aceste vestigii cunoscute la oameni, există bineînțeles urme lăsate de evoluție și în alte specii. Astfel, unele balene încă au vestigii ale oaselor picioarelor din spate, sub formă micșorată, rămase de la strămoșii lor care erau animale terestre cu patru picioare. Un alt exemplu sînt ochii peștilor orbi care trăiesc în peșteri întunecate. În astfel de specii cu ochi vestigiali, la scurt timp după ce ochii acestor animale încep să se dezvolte, țesutul se deteriorează și devine nefuncțional, peștii folosindu-se în schimb de abilitatea de a simți schimbările presiunii apei pentru a se orienta. La unele specii de pești, acest vestigiu a dispărut cu totul, aceștia nemaiavînd ochi deloc. La fel, în cazul păsărilor care nu mai pot zbura, așa cum sînt pasărea australiană emu și cea neozeelandeză kiwi, aripile au rămas structuri vestigiale. Deși aripile acestor păsări nu mai sînt folosite pentru zbor, ele încă au totuși alte roluri, cum ar fi cel de menținere a echilibrului.

Pe lîngă astfel de vestigii anatomice vizibile, cercetătorii au găsit vestigii și în cadrul materialului genetic. Descoperite spre finalul anilor 1970, pseudogenele sînt structuri genetice care în urma acumulării unor „defecte” pe parcursul evoluției și-au pierdut abilitatea de a-și îndeplini rolul. Un exemplu binecunoscut este cel al unei gene necesare pentru sintetizarea vitaminei C de către organisme, dar care în urma acumulării unor mutații a devenit o pseudogenă, fiind motivul pentru care multe specii, cum ar fi oamenii, alte primate și unele păsări, trebuie să obțină vitamina C doar prin dietă. Totuși, deși pseudogenele au fost considerate inițial „fosile genetice” inutile, s-a descoperit ulterior că unele dintre ele pot să aibă și alte roluri, contribuind astfel în continuare la funcționarea organismului.

De cele mai multe ori, cercetătorii sînt interesați mai ales să afle cum au fost pierdute anumite structuri ale organismului în cursul evoluției, încercînd, precum în cazul pierderii cozii, să descopere mecanismele genetice care au condus la astfel de schimbări. Însă a vedea „urmele” acestor structuri pierdute rămase în organisme poate că este – parafrazînd ce zicea T.S. Eliot în unul din cele Patru Cvartete – ca și cum ne-am întoarce într-un loc și l-am vedea pentru prima oară (And the end of all our exploring / Will be to arrive where we started / And know the place for the first time).

Laura-Yvonne Gherghina este doctorand în Departamentul de Fiziologie, Dezvoltare și Neuroștiințe la Universitatea din Cambridge.