Novo istraživanje otkrilo da tijela morskih zvijezda ustvari uopće nisu tijela

Glave većine životinja uglavnom je lako identificirati, što nije slučaj i za morske zvijezde koje imaju pet identičnih krakova s takozvanim slojem "tube feet" odnosno "cjevastih nožica", koji može pomoći ovom morskom stvorenju da se kreće morskim dnom, što uvelike zbunjuju znanstvenike u odgovoru na pitanje imaju li morske zvijezde prednji i stražnji kraj te imaju li uopće glavu.

Naime, nova genetska istraživanja sugeriraju da su morske zvijezde uglavnom glave kojima nedostaju torzo ili repovi i vjerojatno su s vremenom evolucijski izgubile te značajke.

Rezultati istraživanja objavljeni su u srijedu u časopisu Nature.

- Kao da morskoj zvijezdi potpuno nedostaje deblo odnosno tijelo, a najbolje ga je opisati kao glavu koja puzi po morskom dnu - pokušao je objasniti glavni autor studije Laurent Formery, znanstvenik na Sveučilištu Stanford i Kalifornijskom sveučilištu u Berkeleyu, u priopćenju. "To uopće nije ono što su znanstvenici do sad pretpostavljali o tim životinjama."

Otkrića, omogućena novim metodama genetskog sekvencioniranja, mogla bi pomoći odgovoriti na neka od najvećih neodgovorenih pitanja o bodljikašima, uključujući njihovo zajedničko podrijetlo s ljudima i drugim životinjama koje uopće ne izgledaju poput njih, prenosi CNN.

Morske zvijezde pripadaju skupini bodljikaša koja uključuje i morske ježeve i morske krastavce. Ove neobične životinje imaju jedinstvena tijela u obliku pet jednakih dijelova koji se uvelike razlikuju od simetričnih tijela bilateralnih životinja od glave do repa, koja imaju lijevu i desnu stranu koja se međusobno zrcali.

Morske zvijezde nastaju kao oplođena jajašca koja se izlegu i postaju ličinke koje plutaju oceanom, poput planktona, tjednima do mjesecima prije nego što se nasele na dnu oceana. Tamo prolaze kroz proces koji pretvara bilateralno tijelo u oblik zvijezde ili pentaradijalno tijelo.

"Ovo je stoljećima bila zoološka misterija", rekao je viši koautor studije Christopher Lowe, morski i razvojni biolog sa Sveučilišta Stanford, u priopćenju.

Bilateralni plan tijela koji većina životinja ima proizlazi iz genetskih djelovanja na molekularnoj razini koja se mogu pratiti u glavi i trupu, ili glavnom tijelu, regijama, zbog čega kralježnjaci, poput ljudi, i mnogi beskralješnjaci, uključujući insekte, dijele slično genetsko programiranje. Ovo otkriće nagrađeno je Nobelovom nagradom za fiziologiju ili medicinu još 1995. godine.

No, bodljikaši također dijele zajedničkog pretka s bilateralnim životinjama, što je još jedna zagonetka koju znanstvenici pokušavaju riješiti.

Znanstvenici koji stoje iza nove studije koristili su mikroračunalno skeniranje tomografije kako bi zabilježili dosad neviđen trodimenzionalni pogled na oblik i strukturu morskih zvijezda.

Članovi tima koristili su i napredne analitičke tehnike kako bi uočili gdje su geni izraženi unutar tkiva i odredili specifične sekvence RNA unutar stanica. Ekspresija gena nastaje kad informacije unutar gena postanu funkcionalne. Specifični molekularni markeri djeluju poput nacrta plana tijela, usmjeravajući svaku stanicu u područje tijela gdje pripada.

Sa svim podacima, kako su se morske zvijezde razvijale i rasle, znanstvenici su kreirali 3D kartu kako bi utvrdili gdje su geni izraženiji. Tim je uspio odrediti gene koji kontroliraju razvoj ektoderma morske zvijezde, koji uključuje njegovu kožu i živčani sustav.

Genetski potpisi povezani s razvojem glave otkriveni su po svim morskim zvijezdama, posebno koncentrirani u središtu zvijezde i središtu svakog ekstremiteta. No, ekspresija gena za dijelove trupa i repa uglavnom je izostala, otkrivajući da morske zvijezde "imaju najdramatičniji primjer odvajanja glave i regija debla kojih smo do danas svjesni", rekao je Formery.

Inače, istraživanje su financirali Chan Zuckerberg BioHub, čiji su suosnivači 2021. dr. Priscilla Chan i Mark Zuckerberg, kao i NASA, Nacionalna zaklada za znanost i Leverhulme Trust.

- Kad smo usporedili ekspresiju gena u morskoj zvijezdi s drugim skupinama životinja, poput kralježnjaka, činilo se da nedostaje ključni dio plana tijela - rekao je Thompson.

- Geni koji su obično uključeni u uzorak debla životinje nisu izraženi u ektodermu. Čini se da je cijeli plan tijela bodljikaša otprilike jednak glavi u drugim skupinama životinja - objasnio je.

Morske zvijezde i drugi bodljikaši vjerojatno su razvili svoja jedinstvena tijela nakon što su njihovi preci izgubili područje debla, dopuštajući im da se kreću i hrane drugačije od drugih životinja.

Tijela bodljikaša razvila su se na složeniji način nego što se mislilo i još se mnogo toga može naučiti o tim intrigantnim stvorenjima, rekao je Thompson. "Kao netko tko ih je proučavao posljednjih deset godina, ova otkrića radikalno su promijenila način na koji razmišljam o ovoj skupini životinja."

Razumijevanje načina na koji su se životinje poput morskih zvijezda razvile također bi moglo omogućiti uvid u različite načine na koje različite vrste ostaju zdrave i preživljavaju.

- Ako iskoristimo priliku da istražimo neobične životinje koje djeluju na neobične načine, to znači da proširujemo našu perspektivu biologije općenito, što će nam na kraju pomoći u rješavanju ekoloških i biomedicinskih problema - složni su znanstvenici.

I.B.