Platina připravuje plže o příbytek  
Mnoho iontů těžkého kovu v prostředí plžům škodí, vědcům ale pomáhá chápat mechanismy, s kterými si pohrává evoluce.

 

Zvětšit obrázek
Ampulárka okružáková (Marisa cornuarietis) po embryonální „terapii“ ionty platiny a barevné variety ulit zdravých jedinců. Kredit: H. Köhler a I. Gust /Universität Tübingen

Měkkýši obývají Zemi již přes půl miliardy let a tvoří jeden z nejstarších, nejrozmanitějších a nejúspěšnějších živočišných kmenů. Tělo bez vnitřního skeletu evoluce opatřila perfektním vynálezem – ochrannou schránkou. Příběh o tom, jak jí jednoduchý organismus vytváří, jak se formuje do všech těch rozmanitých a obdivuhodných tvarů, jak a proč jí krášlí různé vzory a barvy, patří mezi ty nejzajímavější v knize pozemského života. Negativa pevného vnějšího domečku ale vedla k několika čeledím měkkýšů, kteří se ho vzdali buď úplně, nebo se v jejich těle nachází různě modifikovaný a redukovaný zbytek, plnící zcela jinou úlohu. Nejznámějším příkladem je sépiová kost. Chytré chobotnice ale namísto investování energie a zdrojů do výstavby příbytků, ze kterých se nedá odstěhovat, vsadily na svoji schopnost protáhnout se neuvěřitelně malými otvory a ukrýt se v různě tvarovaných skrýších. Tato strategie přispěla k rozvoji jejich, pro měkkýše výjimečné inteligence.


Pro našince jsou nejznámějšími zástupci měkkýšů plži. Nalezneme je ve vodách stojatých i tekoucích, na souši v mokřinách, ale i na sluncem vyprahlých místech. Nebo se jakýmsi zázrakem objeví v akváriu. Mezi takové neplánované nájemníky patří i Ampulárka okružáková (Marisa cornuarietis). Mnohým akvaristům dělá vrásky na čele, zejména když si koupili rostlinky i s nakladenými vajíčky a pak dovolili asi čtyřcentimetrovému plži se v akváriu zabydlet. Strategií pro vedení války s tímto výkonným a rychle se množícím všežroutem útočícím zejména na vodní vegetaci je více, ale žádné řešení není dokonalé. Zajímavé informace o akvarijních plžích i zasvěcené rady nabízí starší vydání časopisu Akvárium.


Ochranáři se ale ampulárky bát nemusí, pochází ze subtropických oblastí Ameriky a tak v našich vodních biotopech nepřežije. Ale jako nástroj v boji proti plžům přenášejícím schistosomatózu jsme ji (možno až příliš) úspěšně přesídlili do afrických jezer. Rychle se množí, i když ne každý jedinec je vhodným partnerem, ampulárka je totiž obojpohlavní. Samečka od samičky ale bez zkušeností nerozeznáte. Dostupné informace o tom, jakého věku se dožívají jsou nejednoznačné, ale shodují se na třech a více letech.

Zvětšit obrázek
Jeden z mnoha mořských nahožábřích plžů - namísto ulity třásně žaber. Pokusy s platinou odhalují podobnost ne zcela náhodnou. Zajímavá galerie různých nahožábřích plžů.

 

Mnohem méně se dožívají ampulárky, na nichž již léta pokusničí vědci z Ústavu evoluce a ekologie University v Tübingenu. Zkoumají, jak jim ubližují různé koncentrace látek, kterými lidé znečisťují své životní prostředí. Tak se na pořadí dostala i platina. Zní to sice překvapivě, ale protože je součástí automobilových katalyzátorů výfukových plynů, vědci jí neobešli. Čímž samozřejmě nechtějí tvrdit, že bychom přírodu tímto drahým těžkým kovem přímo ohrožovali. Ale proč to nevybádat.


Vědci na oplozená vajíčka v petriho misce nechali působit chloridy platiny. Při jistých koncentracích až 80ti procentům přeživších plžů chyběla ulita. A nejen to. Jejich těla připomínala spíše mořské nahožábré plže (Nudibranchia, viz obrázek). Žábry ampulárky, jež jsou obvykle umístěné v dutině pláště za hlavou, se vyvinuly do podoby jakýchsi třásní na zadní části těla. A kam se poděla ulita? Až podrobnější výzkum odhalil, co se v embryonálním vývoji ampulárky pod vlivem iontů platiny stalo. Přesněji nestalo.

Zvětšit obrázek
První z obrázků je nákres plže s plášťovou dutinou se žábry v přední horní části těla, za hlavou (červeně označený oblouk). Odmyslete si pevnou ulitu, dutinu rozevřete směrem šipky dozadu a zbylý plášť převraťte do těla. To je pravděpodobně opak toho, co se neudálo pod vlivem platiny v embryonálním vývoji ampulárek. Kredit: H. Köhler a I. Gust

 

Když se ve vajíčku rozhoduje, na co se budou jednotlivé buňky specializovat, kam se přesunou a které geny se v nich kdy zapnou, nebo vypnou, případně se vůbec nedostanou ke slovu, vnější zárodeční list – ektoderm – na jednom místě zhrubne a vytvoří záhyb. Ten se v jistém okamžiku musí převrátit naruby, jako když přetočíte kapsu u nohavic. V tomto převráceném váčku, který se nazývá plášť, se pak nachází podstatná část útrobního vaku s orgány. Buňky povrchu, ale zejména pak okraje převráceného pláště vylučují různé proteiny a polysacharidy, které tvoří lešení ulity. Tento skelet zpevňuje „cement“ – uhličitan vápenatý, jenž krystalizuje povětšinou v rombické soustvě ve formě aragonitu. Je odolnější než klencový kalcit. Ionty platiny ale způsobily, že se v raném stadiu vývoje ampulárek tkáň pláště nepřevrátila, ale v těle vytvořila záhyb produkující stavební materiál dovnitř těla. Namísto vnější ulity se tak vytvořila jeho výrazně zredukovaná a zdeformovaná forma ve tvaru dutého kužele. Platinou pozměněné ampulárky v laboratorních podmínkách dokázaly přežit asi půl roku a v průběhu zkráceného života vnitřní kužel stále dorůstal, jako by se zvětšovala i vnější ulita, přičemž se ale jen mírně stáčel.

Zvětšit obrázek
Evoluční historie šesti tříd měkkýšů má společný začátek u předka s jednoduchou vrchní schránkou, který žil na dně plytkých moří před asi půl miliardou let (přesnější datování i organismus jsou předmětem souboje několika teorií).

 

I když na pohled jde o výraznou změnu, nemá jí na svědomí žádná genetická mutace. Ionty platiny nenarušily samotnou „projektovou dokumentaci“ vepsanou do genů, ale zasáhly v průběhu „výstavby“ těla do vzájemné biochemické komunikace mezi buňkami. Pak se některé z nich zachovaly jako dělníci, kteří musí postavit střechu, ale protože jsou uzamknuti i s materiálem uvnitř domu, začnou ji budovat tam. Zmenšenou a zdeformovanou.

Jak prokázala řada pokusů, platině stačí konkrétní dva dny v jisté, pro vývoj pláště kritické fázi embryonálního vývoje, aby výrazně změnila celou stavbu těla. Pak se již nedá nic napravit a vrátit do „normálu“, i kdyby se po tomto krátkém zásahu vajíčka dál vyvíjela v čistém prostředí.


Zajímavý výsledek výzkumu poukazuje na to, že i malá modifikace stavebního postupu v průběhu raného embryonálního vývoje, kterou může mít na svědomí mutace v genetickém návodu (ne platina v prostředí), může vést k zásadním změnám, přenosným na další generace. Když se osvědčí, mohou nastartovat vznik nového druhu, pak čeledi... V evolučním románu psaném posloupností čtyř nukleotidů DNA se začne rozplétat další paralelní příběh. Například ten, co vede k plžům (Gastropoda) z čeledi slimákovití (Limacidae), plžicovití (Milacidae), nebo plzákovití (Arionidae). Když se lépe podíváme na jejich slizká těla bez ulity, v horní přední části rozeznáme oválnou plošku s jiným povrchem, do které ústí dýchací otvory. Je to právě zmenšený plášť, který u jejich soukmenovců s domečkem produkuje stavební materiál. U prvních dvou čeledí bychom uvnitř těla objevili jeho zbytky v podobě malé vápenaté destičky. U plzákovitých, například u plzáka lesního (Arion rufus), bychom nenašli již vůbec žádný pozůstatek – možná jen několik krystalků uhličitanu vápenatého.

Zvětšit obrázek
Hlavonožec spirálovec točený (Spirula spirula) má sice zakroucenou ulitu, ale uvnitř těla. Zdroj: Wikipedia

 

V moři je spektrum možností mnohem širší. Zajímavý vývoj můžeme sledovat u hlavonožců. Vývojově nejstarší zástupci, loděnky, mají vyvinutou krásnou ulitu, jež slouží jako úkryt i vodní vznášedlo. Sépie již vnější schránku nemají a místo ní se jim v těle vyvinula oválná sépiová kost sloužící jako výztuha. Podobnou funkci má i chitinový „meč“ (gladius) pod pláštěm krakatic a kalmarů. Nejvyvinutější chobotnice netvoří schránku v žádné formě. Zajímavé řešení „našel“ hlubokomořský hlavonožec spirálovec točený (Spirula spirula), jediný dnes žijící zástupce řádu spirulida. Má sice stočenou ulitu, nemůže se ale do ní ukrýt, opak je pravdou, ulita je jako výztuha a plovoucí komora umístěná uvnitř těla.


Platina pro ampulárky není cestou nadějných evolučních zítřků. Její vliv ale odhaluje mechanizmy, které vedly k rozvětvení kmenu měkkýšů do statisíců druhů, z nichž se do současnosti dožilo asi 85 tisíc. Některé odhady jsou i vyšší. Představují jeden z bezpočtu fascinujících příkladů evoluce.

 

Doporučujeme: Na server You Tube někdo umístil do pěti dílů rozdělený film nepřekonatelného Sira Davida Attenborougha Ocean Deep, ze seriálu Planet Earth z dílny BBC. V jeho čtvrté části se představuje i v článku zmíněná loděnka.

 

Zdroje: Eberhard Karls Universität Tübingen , Evolution & Development

Datum: 18.10.2010 17:23
Tisk článku


Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán


Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace