Listovnice červenooká se s očima neztratí. Kredit: Andy Morffew, Flickr / Wikimedia Commons. CC BY 2.0.

Jen málokterý orgán, o němž lze mluvit před desátou večer, je opředen tolik mýty a pověrami jako lidské oko. Někdy se dokonce uvádí jako příklad struktury, která je natolik komplexní, že by údajně nemohla vzniknout evolučními procesy. Je to samozřejmě nesmysl. Nejenom, že máme rámcovou představu, jak oči během evoluce vznikají, ale také víme, že lidské nebo obecně obratlovčí oko, je příkladem tak příšerného designu, že funguje snad jen díky vroucím modlitbám každého druhu obratlovců.

Matt Daugherty. Kredit: UCSD.

Nicméně, oko a jeho evoluce nepřestává fascinovat, je objektem vášnivého výzkumu a stále přináší zajímavé poznatky. Molekulární biolog Matt Daugherty z University of California, San Diego (UCSD) a jeho kolegové nedávno narazili na pozoruhodný objev, který se týká počátku evoluce oka u obratlovců. Zní to zvláštně, ale při vzniku oka naší velké vývojové linie sehrála klíčovou roli loupež. Nejspíš je už promlčená, protože k ní došlo asi před 500 miliony let, tedy v kambriu, na počátku prvohor.

Jde o strukturu oka obratlovců, významně ovlivněnou oddělením světločivných tkání od buněk, které recyklují jejich molekuly vnímavé na světlo, čili retinoidy. Aby takové rozdělení v oku fungovalo, je nutné zajistit transport retinoidů mezi buňkami. V tomto mechanismu hraje klíčovou roli vysoce konzervovaný protein interphotoreceptor retinoid-binding protein (IRBP). Jeho funkce je už známá, ale jeho původ zůstával záhadou.

Logo University of California, San Diego. Kredit: UCSD.

Kde se takový šikovný protein vzal? Daugherty a spol. prostudovali přes 900 genomů organismů napříč celým stromem života. Protein IRBP mají pouze obratlovci. U bezobratlých, kteří přitom mohou mít podstatně lepší a výkonnější oči než my, se podobným protein vůbec nevyskytuje. A nejen u nich. Nemají ho žádná další eukaryota, od octomilky přes kvasinku až po amébu.

Badatelé zjistili, že všechny zkoumané IRBP proteiny jsou si příbuzné. To naznačuje, že se do linie obratlovců dostaly při jediné události, k níž došlo před zmíněnými 500 miliony let. IRBP proteiny jsou zároveň blízce příbuzné bakteriálním peptidázám typu S41. Podle všeho se právě takový protein dostal do genomu pradávných obratlovců a už tam zůstal.

Byl to horizontální přenos genu (HGT, horizontal gene transfer), k jakým během evoluce dochází zřejmě poměrně často. Do buňky předka linie obratlovců se dostal kus bakteriální DNA s tímto genem. Mohlo jít o bakteriální patogen nebo v tom třeba mohl mít prsty virus. V minulosti jsme již narazili na podobný případ evoluční loupeže, v němž hraje hlavní roli protein Syncytin-1, zásadní pro tvorbu placenty. Pochází od retrovirů. Jak je vidět, evoluce ráda improvizuje s tím, co má náhodou k dispozici.

Literatura

Science Alert 17. 4. 2023.

PNAS 120: e2214815120.