Naukowcy zrekonstruowali genom najstarszego przodka wszystkich ssaków. Wyglądał dość niepozornie

W tym artykule:

1. Ssaki kontra dinozaury
2. Kiedy na Ziemi pojawił się wspólny przodek dzisiejszych ssaków?
3. Kiedy ewolucja oszczędza geny?

Era dominacji ssaków na Ziemi rozpoczęła się 65 mln lat temu. Stało się to po tym, jak z jej powierzchni zniknęły dinozaury. To wtedy małe, podobne do ryjówek stworzenia, aktywne głównie nocą, zaczęły powiększać rozmiary ciała. Zajmowały kolejne środowiska lądowe i wodne.

Miały do tego wszelkie potrzebne cechy. Były owłosione, stałocieplne, ich nogi znajdowały się pod ciałem, a nie – jak u gadów – po bokach. Miliony lat przeżyte w cieniu dinozaurów uczyniły je też zwierzętami elastycznymi: potrafiły pływać, kopać, wspinać się, skakać. Do przetrwania nie potrzebowały wiele pokarmu. To wszystko dało im przewagę, gdy uderzenie asteroidy gwałtownie zmieniło warunki, jakie panowały na Ziemi.

Ssaki kontra dinozaury

Jednak ta opowieść, jak to zwykle bywa, to przykładem historii pisanej przez zwycięzców. Którzy wcześniej ponieśli sromotną ewolucyjną klęskę.

Dwieście pięćdziesiąt milionów lat przed zagładą dinozaurów nie było wcale pewne, czy te wielkie gady w ogóle pojawią się na Ziemi. Na lądzie królowali bowiem dalecy kuzyni dzisiejszych ssaków – synapsydy. Praprzodkowie dzisiejszych ptaków i dinozaurów – zauropsydy – były w porównaniu z synapsydami zwierzętami małymi. Jak pisze biolog Joseph LeDoux w książce „Historia naszej świadomości” – „zauropsydy nie mogły się z synapsydami równać”.

Naukowcy odkryli zadziwiającego prehistorycznego ssaka. Wyglądał jak tłusta jaszczurka i prowadził tryb życia jak hipopotam

Paleontolodzy twierdzą, że stworzenie jest pradawnym przodkiem ssaków, ale przypomina pulchną jaszczurkę. Co więcej – badacze sądzą, że zwierzę prowadziło ziemnowodny tryb życia.

Z synapsydów wyłoniły się coraz bardziej przypominające ssaki cynodonty, a z nich – ok. 210 mln lat temu – ssaki. Jednak wówczas w wodach oceanów królowali już potężni drapieżni potomkowie małych zauropsydów. Czyli dinozaury. Gdy część powróciła na ląd, zdominowała go na następne 150 mln lat.

Ssaki musiały zmniejszyć rozmiary i przejść na nocny tryb życia. To wówczas utraciły częściowo zdolność widzenia barwnego, by rozwinąć widzenie nocne (wśród ssaków zdolność widzenia barwnego odzyskały w pełni jedynie naczelne).

Nic nie gwarantowało, że ta grupa zwierząt dostanie jeszcze w historii Ziemi swoje „pięć minut”. I gdyby nie wielkie wymieranie, do którego doszło 65 mln lat temu, nie wiadomo, czy tak by się stało.

Kiedy na Ziemi pojawił się wspólny przodek dzisiejszych ssaków?

Naukowcy szacują, że ok. 180 mln lat temu – a więc już w okresie, gdy wczesne ssaki ustąpiły zwycięskim dinozaurom – pojawiło się na Ziemi zwierzę, które jest najstarszym wspólnym przodkiem dzisiejszych ssaków. Wszystkich – od ryjówki i dziobaka, przez człowieka, po słonia i największego wieloryba.

Jak dokładnie wyglądało? Naukowcy podejrzewają, że mogło być podobne do morganukodonta – bardzo wczesnego ssaka, który miał jeszcze pewne cechy gadów. Morganukodonty były wielkości dzisiejszych szczurów.

Najnowsze badania odsłaniają pewne sekrety tego zwierzęcia. Naukowcom udało się zrekonstruować organizację jego genomu. Badacze poszukali wspólnych cech genomów 32 gatunków współcześnie żyjących ssaków. Wybrano gatunki należące do 23 z 26 rzędów ssaków. Dla porównania do badań dołączono również genomy kurczaka i aligatora chińskiego.

Genetyczna rekonstrukcja wykazała, że praprzodek ssaków miał 19 par chromosomów autosomalnych i dwa chromosomy płci. Badacze zidentyfikowali również 1215 bloków genów, które pojawiają się na tym samym chromosomie i w tej samej kolejności u wszystkich badanych 32 gatunków ssaków. Jak można się domyślić, te wspólne dla wszystkich fragmenty genomu zwierają geny kluczowe dla poprawnego rozwoju embrionu i płodu.

Kiedy ewolucja oszczędza geny?

Naukowcy odkryli jeszcze jedną ciekawą rzecz. Okazało się, że geny znajdujące się na dziewięciu całych chromosomach i na niektórych fragmenty pozostałych ułożone są w takim samym porządku u wspólnego przodka ssaków i u... dzisiejszych ptaków.

Ssaki nie były pierwszymi stałocieplnymi. Afrykańskie skamieniałości rozwiązały zagadkę paleontologii

Ssaki dominują w wielu ekosystemach na świecie. Pomogła im w tym stałocieplność. Najnowsze badania wskazują jednak, że endotermia wykształciła się u pewnych gatunków jeszcze przed pojaw...

– To nadzwyczajne odkrycie pokazuje, że aż przez 320 mln lat pewne fragmenty genomu pozostawały ewolucyjnie stabilne – zauważa Joana Damas, główna autorka pracy. Z kolei między nimi znajdują się fragmenty z powtarzającymi się sekwencjami genów, podatne na powielanie i przegrupowywanie, czyli na działanie ewolucji.

Te 320 mln lat nie jest datą przypadkową. Mniej więcej wtedy wśród czworonogów pojawiły się owodniowce. Czyli zwierzęta, u których płód rozwija się wewnątrz ciała w wodach płodowych. Od nich pochodzą wspomniane wcześniej synapsydy i zauropsydy, czyli przodkowie dzisiejszych ssaków, oraz ptaków i gadów.

Naukowcy podkreślają, że badania takie jak wyżej – prowadzone w ramach projektu Earth BioGenome Project – pozwalają lepiej zrozumieć, w jaki sposób ewolucja zachodzi na poziomie genetycznym. Tym samym mogą przyczynić się do zachowania zróżnicowanego życia na Ziemi w dobie szóstego wielkiego wymierania gatunków, czyli w czasach obecnych.

Źródło: phys.org, PNAS.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com