Εξελικτική σχέση ανάμεσα στον καρχαρία και τον άνθρωπο, αποκαλύπτει νέα μελέτη

Εξελικτική σχέση ανάμεσα στον καρχαρία και τον άνθρωπο, αποκαλύπτει νέα μελέτη. Επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας για αυτή τη μελέτη,  είναι ο ζωολόγος  Dr. Andrew Gillis από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ (University of Cambridge's Department of Zoology and the Marine Biological Laboratory)

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Development, περιλαμβάνει τα βράγχια του καρχαρία, τα ανθρώπινα άκρα και τα γονίδια Sonic hedgehog hh (Shh)**.
πηγή
http://dev.biologists.org/content/143/8/1313

**[τα τρία γονίδια Sonic hh (Shh) εντοπίστηκαν το 1993 σε σπονδυλωτά και ονομάστηκαν Sonic hedgehog hh (Shh) από τον ήρωα βίντεο παιχνιδιού της Sega -λόγω της ομοιότητας στην εμφάνιση -με την ανάπτυξη στρώματος αγκαθιών- με ένα σκαντζόχοιρο)

Τα γονίδια Sonic hh (Shh) θεωρούνται ως βασικοί ρυθμιστές της εμβρυϊκής ανάπτυξης για τον άνθρωπο. Αυτά ρυθμίζουν διαδικασίες όπως τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό, τη διαφοροποίηση και τον σχηματισμό ιστού]

Οι ειδικοί έδειξαν ότι, τα ανθρώπινα μέλη μοιράζονται με το χόνδρο που περιβάλλει τα βράγχια των ψαριών,  ένα όμοιο γονίδιο.

Περισσότερο από έναν αιώνα πριν, προτάθηκε η ιδέα ότι,  τα ανθρώπινα άκρα εξελίχθηκαν από τα βράγχια.

Η πρόσφατη ανακάλυψη θα μπορούσε να ρίξει φως σχετικά με την προέλευση των jawed σπονδυλωτών (jawed vertebrate)  όπως οι άνθρωποι.

Οι Χονδριχθύες (καρχαρίες, σελάχια, holocephalans) κατέχουν ένα ζευγάρι από branchial rays που εκτείνονται σαν μια σειρά από δάχτυλα

*The branchial rays extend like a series of fingers down the side of a shark gill arch

πηγή

https://www.cam.ac.uk/research/news/sonic-hedgehog-gene-provides-evidence-that-our-limbs-may-have-evolved-from-sharks-gills

η νέα μελέτη παρέχει απόδειξη για τη στήριξη μια θεωρίας που διατυπώθηκε πριν από 138 χρόνια. Σύμφωνα με τον Γερμανό ανατόμο Karl Gegenbaur (που έζησε μεταξύ 1826 και 1903) τα ζεύγη των πτερυγίων και τα άκρα των τετράποδων εξελίχθηκαν με  τον ίδιο γενετικό προγραμματισμό (από την ίδια δομή) που δημιουργήθηκαν τα βράγχια (gill arches) του καρχαρία

το 1878,  ο Karl Gegenbaur πρόσεξε τον τρόπο με τον οποίο οι  branchial rays  -που εκτείνονται σαν μια σειρά από δάχτυλα-  συνδέονται στους χονδριχθύες (καρχαρίες) με τα «gill arches» τους  και παρατήρησε ότι αυτός ο τρόπος σύνδεσης μοιάζει πολύ με τον τρόπο που το πτερύγιο και το άνω άκρο του σκελετού   αρθρώνεται στην ωμική ζώνη.

ο Karl Gegenbaur απέδειξε ότι το πεδίο της συγκριτικής ανατομίας των ειδών. Προσφέρει σημαντικά στοιχεία που υποστηρίζουν τη θεωρία της εξέλιξης.

Ισχυρός υποστηρικτής της θεωρίας του Δαρβίνου (της βιολογικής εξέλιξης) σκέφτηκε ότι οι δομικές ομοιότητες μεταξύ των διαφόρων ζώων, παρέχουν ενδείξεις για την εξελικτική ιστορία τους.
Ενδιαφέρθηκε για τις σχέσεις μεταξύ των αντίστοιχων τμημάτων σε διάφορα ζώα, όπως το χέρι του ανθρώπου με το μπροστινό πόδι ενός αλόγου και με τη φτερούγα ενός πουλερικού.
επειδή δεν υπήρχαν φωτογραφίες και απολιθώματα, η θεωρία του, έμενε μέχρι σήμερα,  χωρίς απόδειξη.

Χωρίς απολιθώματα η θεωρία αυτή παραμένει ένα μυστήριο -υπάρχει κενό στο αρχείο των απολιθωμάτων μεταξύ των ειδών, που ήταν χωρίς πτερύγια και σε αυτά  που ξαφνικά εμφανίστηκαν με ένα  ζευγάρι πτερυγίων- γιαυτό δεν μπορούμε να είμαστε ακόμα σίγουροι για την εξέλιξη σε συνδυασμό με τις αποφύσεις

Αλλά τόσο στην εξέλιξη όσο και στις υπόγειες διαβάσεις, είναι σημαντικό να παίρνουμε υπόψη μας, το χάσμα.

Τώρα οι ερευνητές επανεξετάζουν τις ιδέες του.
ο Dr. Andrew Gillis κουράστηκε να απαντά στην ερώτηση «εάν, το αποτέλεσμα της νέας του μελέτης, είναι ένδειξη ότι, οι άνθρωποι εξελίχθηκαν από τους καρχαρίες»

Το γονίδιο Sonic hh (Shh) πιστεύεται ότι παίζει ρόλο στην ανάπτυξη –σχηματισμό- των δαχτύλων στα άκρα, καθώς και στην οργάνωση του εγκεφάλου.
(ακόμη έχει ενοχοποιηθεί για την ανάπτυξη ορισμένων μορφών καρκίνου και αυτό το καθιστά ένα σημαντικό θέμα έρευνας)

Το γεγονός ότι το   Sonic hh (Shh)  εκτελεί τις ίδιες δυο λειτουργίες στη σύνδεση μεταξύ των gill arches και των  branchial rays στα έμβρυα του χονδριχθύα  (skate embryos, cartilaginous fish) όπως κάνει και για την σύνδεση των άκρων στα έμβρυα των θηλαστικών,   μπορεί να εξηγήσει πως ο Karl Gegenbaur έφτασε στην αμφιλεγόμενη θεωρία του σχετικά με την προέλευση των πτερυγίων και των άκρων.
Στα θηλαστικό έμβρυα, το γονίδιο Sonic hedgehog hh (Shh)  δημιουργεί τον άξονα του σκέλους στα πρώιμα στάδια της ανάπτυξης.

Ο Δρ Gillis εξήγησε: «Στο ένα χέρι, για παράδειγμα, το Sonic hh (Shh) λέει στο άκρο σε ποια πλευρά θα είναι ο αντίχειρας και σε ποια πλευρά θα είναι το μικρό δάχτυλό».

Στα μεταγενέστερα στάδια της ανάπτυξης, το Sonic hedgehog υποστηρίζει την απόφυση, έτσι ώστε το σκέλος να αυξάνεται στο πλήρες μέγεθος του.

Για να ελέγξουν εάν τα γονίδια λειτουργούν  με τον ίδιο τρόπο σε έμβρυα skate, ο Δρ Gillis και η ομάδα του ανέστειλαν τη λειτουργία των  Sonic hedgehog hh (Shh) σε διαφορετικά σημεία κατά τη διάρκεια της ανάπτυξής τους.
Βρήκαν ότι εάν η λειτουργία του γονιδίου διακοπεί  νωρίς στην ανάπτυξη, οι branchial rays στα έμβρυα του χονδριχθύα  ( skate embryos) σχηματίζονται στη λάθος πλευρά  της gill arch.
Εάν το (Shh) διακοπεί αργότερα στην ανάπτυξη, τότε θα σχηματιστούν λιγότερες ακτίνες  «branchial rays»
Ωστόσο αυτές που είχαν μεγαλώσει, αναπτύχθηκαν στη σωστή πλευρά της gill arch, δείχνοντας ότι το γονίδιο λειτουργεί εδώ, με τον ίδιο περίπου τρόπο, όπως και στην ανάπτυξη των άκρων.
«Τελικά, αυτά τα πειράματα θα μπορούσαν να ερμηνευτούν ως απόδειξη ότι τα άκρα των θηλαστικών, μοιράζονται ένα όμοιο  γενετικό πρόγραμμα με τις  gill arches των χονδριχθύων, επειδή τα πτερύγια και τα άκρα  εξελίχθηκαν από τη μεταμόρφωση (μετασχηματισμό) μιας  gill arch σε κάποιο προγονικό σπονδυλωτό είδος, όπως προτείνεται από τον Karl Gegenbaur» είπε ο Δρ Gillis.
«Ωστόσο, θα μπορούσαν αυτές οι δομές να εξελιχτούν χωριστά, αλλά επαναχρησιμοποιείται το ίδιο προϋπάρχον γενετικό πρόγραμμα»
«είτε έτσι, είτε αλλιώς αυτό το αποτέλεσμα είναι μια συναρπαστική ανακάλυψη, γιατί παρέχει αποδείξεις για μια θεμελιώδη εξελικτική σχέση μεταξύ των «branchial rays» και των άκρων»

«αυτό που μαθαίνουμε είναι ότι πολλά νέα χαρακτηριστικά, δεν μπορεί να προέκυψαν από το μηδέν, αλλά μάλλον με μικροαλλαγές  και με την εκ νέου χρησιμοποίηση ενός σχετικά μικρού αριθμού των αρχαίων προγονικών προγραμμάτων ανάπτυξης»


πηγή 15-4-16
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3547515/Did-arms-legs-evolve-shark-gills-Human-limbs-share-gene-fishy-body-according-study-prove-discredited-Victorian-theory.html