Mi volt a szárazföldi állatok őse?

Feltérképezték a bojtosúszós maradványhal genetikai állományát. Kiderült, hogy távolabb áll a szárazföldi négylábúaktól, mint a tüdőshal.

A sok millió éves változatlansága miatt élő kövületnek is nevezett bojtosúszós maradványhalat (Latimeria chalumnae) 1938-ban fedezték fel a dél-afrikai partok mentén. A kutatókat megdöbbentette a hal ősi felépítése, amely a több mint 300 millió évvel korábbi halkövületekére emlékeztetett.

Különösen furcsa tulajdonsága a négy izmos, a négylábú szárazföldi állatok lábára emlékeztető uszonya. Ebből sokan arra következtettek, hogy azon halak rokona, amelyek ősei először másztak ki a szárazföldre. Később még egy faját (L. menadoensis) felfedezték az indonéz partok közelében.

Afrikai bojtosúszós hal (Latimeria chalumnae)

A kutatókat régóta foglalkoztatja, miért volt ilyen lassú a hal evolúciója. A mostani genetikai vizsgálatok is merősítették, hogy a bojtosúszós hal génjei sokkal kevesebbet változtak az elmúlt évmilliók folyamán, mint a többi halé vagy más élőlényé.

A kutatók feltételezik, hogy ez a lassú változási ütem annak köszönhető, hogy a halnak egyszerűen nem kellett változnia. A maradványhal elsősorban a kelet-afrikai partok mentén él nagy (több száz méteres) mélységben, különböző bazaltüregekben (az indonéz faj élőhelye is hasonló). Az óceánnak ez a része pedig viszonylag keveset változott az elmúlt évmilliók folyamán.

"Nem élő fosszília, hanem élő szervezet" - mondta a Nature-ben megjelent cikk egyik társszerzője, Jessica Alföldi, az amerikai Broad Intézet (a MIT és a Harvard társintézete) kutatója. "Nem egy időbuborékban él, hanem a világunkban, ezért is olyan lenyűgöző, hogy kiderítettük, génjei sokkal lassabban evolválódnak, mint a mieink."

Indonéz bojtosúszós hal (Latimeria menadoensis)

A bojtosúszós hal genomjának felderítése egy rég vitatott kérdés eldöntését is lehetővé teszi. A "szárazföldi gerinces állatok őse" címre ugyanis még egy csoport, a szintén lábszerű úszókkal mozgó tüdőshalak képviselői is pályáznak. Bár a tüdőshalak genomjának egészét egyelőre még nem sikerült megfejteni, a jelen adatok alapján úgy tűnik, genetikailag közelebb állnak a szárazföldi állatokhoz, mint a bojtosúszós halak.

A bojtosúszósok genomelemzése arra is fényt derített, hogy mik azok az új vagy továbbfejlesztett tulajdonságok, amelyekkel a szárazföldi állatok rendelkeznek a halakhoz képest. Ezek közé tartozik a szaglás: a szárazföldi állatok számára nyilván fontos lehetett a levegőben úszó szagmolekulák érzékelése. Az immunitás is változott, ennek oka valószínűleg a szárazföldön található sok új kórokozóhoz való alkalmazkodás volt.

Evolúciós fejlődés tekintetében is sok különbség figyelhető meg a bojtosúszósok és a szárazföldi négylábúak között. Ezek jó része a végtagok és az ujjak kialakulásával kapcsolatos. További eltérés, hogy a szárazföldi állatoknál kialakult a karbamid- vagy ureaciklus. A halak közvetlenül a vízbe, ammóniaként kiválasztva szabadulnak meg a fölösleges nitrogéntől. A szárazföldi állatok azonban a karbamidciklusban gyorsan átalakítják a nitrogént a kevésbé mérgező karbamiddá.