Jak hadi přišli o nohy?

Hadi a ještěrky jsou členy stejného řádu, ale hadí gen pro nohy byl "vypnut" milionům před lety.

Hadi a ještěrky jsou členy řádu Squamata, kteří nosí karty. Ale zatímco ještěrky poskakují a uhánějí po plně tvarovaných nohách, hadi volí beznohé klouzání. Proč a jak se tato zvířata vydala tak odlišnými evolučními cestami, je předmětem vědecké debaty. Jedna věc je však jistá – někteří hadi stále nesou genetické kódování, které jim umožňuje vyvíjet nohy a chodidla.

Tak proč tito hadi nevyraší končetiny a nezačnou se prodírat křovím? Genetické machinace za tímto procesem jsou v podstatě přepnuty do polohy „vypnuto“ díky četným genetickým mutacím, ke kterým došlo před více než 100 miliony let.

Tyto mutace ovlivnily konkrétní gen – Sonic hedgehog gen (SHH) – který je zodpovědný za vývoj končetin. A než se zeptáte, ano, je to vlastně oficiální název genu, takzvaně kvůli jeho špičatému vzhledu. Gen Sonic Hedgehog není životně důležitý pouze pro končetiny, ale také poskytuje průvodce pro orgány a jejich umístění v rostoucích zvířatech. U ještěrek je aktivní SHH a výsledkem jsou nohy a chodidla; u hadů je deaktivován.

Studie publikovaná v Nature Communications v roce 2016 ukázala, jak změny v genomu plazů nakonec vedly ke zjevným transformacím fenotypu tvorů nebo fyzických vlastností, které pocházejí z projevů určitých genů. Stručně řečeno, genetické mutace způsobily, že někteří ještěři se zbavili svých přívěsků a stali se hady, přičemž si stále zachovávali ozvěny těchto dlouhonohých genů ve své DNA.

Aby vědci mohli přesně určit změny v genetických sekvencích, porovnávali genomy hadů s genomy jiných plazů a obratlovců, kteří mají kompletní končetiny. Spoléhali se zejména na genom ještěrky tegu, pro kterou má věda kompletně sekvenovaný genom.

Ještěři náhodou měli DNA regulační sekvenátory (nazývané enhancery), které dokážou během vývoje tvora „zapnout“ a vypnout určité geny. SHH potřebuje tyto zvýrazňovače, aby se končetiny plně rozvinuly, což je způsob, jakým se ještěrky navíjejí se čtyřmi nohami. Ale u hadů byl tento zesilovač odstraněn ze sekvencí DNA během evoluce a nyní je prakticky – ale ne úplně – odstraněn dokonce i z primitivních hadů.

U některých hadů jsou stopy zesilovače stále přítomny spolu s dalším genem zvaným HOXD, který je zodpovědný za řízení vývoje nohou. U některých embryí krajt se dokonce vyvinou částečné kosti nohou a plosky nohou, ale tyto rysy se rozpadají dlouho předtím, než se březí stvoření narodí.

Stále však existují známky toho, že ne všichni hadi jsou připraveni s myšlenkou sprintovat v malých botách Nike. Podívejte se pozorně na spodní stranu těchto hadů a uvidíte na jejich břiše malé hrbolky, pozůstatky nohou, které mohly být.

co to všechno znamená? Že s několika genetickými mutacemi by některé typy primitivních hadů mohly vyvinout končetiny. V podstatě by aktivovaly funkce, které jsou již zastrčené v jejich DNA, jen by čekaly na správné proměnné, které spustí jejich vývoj.

TEĎ JE TO ZAJÍMAVÉ

Hadi nepotřebují nohy, aby vás chytili. Mamba černá je jedním z nejsmrtelnějších hadů na světě a dokáže klouzat rychlostí asi 19 km/h, což je rychlejší, než dokáže běžet většina lidí. Jeho rychlost a neuvěřitelně toxický jed z něj dělají jedno z nejobávanějších zvířat na světě.