Objevují se tvorové, kteří stárnou nepřirozeně pomalu, opravují své tělo způsobem, o jakém se nám může jen zdát, nebo zdědí celou generaci klonů bez nutnosti páření. Proč se některé formy života dokázaly vyvléct z pravidel, která platí pro všechny ostatní?
Když čas ztratí moc: tvorové, kteří prakticky nestárnou
Většina organismů podléhá senescenci – postupnému zhoršování tělesných funkcí. Jenže pak je tu hydra, drobný sladkovodní živočich, který jako by odmítal plynutí času.
Hydra vulgaris: biologická vzpoura proti stárnutí
Hydra dokáže regenerovat prakticky jakoukoli část svého těla. Její kmenové buňky se obnovují s takovou účinností, že nejeví žádné známky stárnutí ani po mnoha letech laboratorního sledování. Na rozdíl od člověka její buňky nemají tzv. Hayflickův limit — hranici, kdy se přestanou dělit.
To znamená, že hydra teoreticky může žít neomezeně dlouho. A co je ještě znepokojivější: zdá se, že jí evoluce tento „podvod“ dovolila, protože se v jejím prostředí nevyskytují podmínky, které by ji nutili stárnout adaptivně.
ČTĚTE TAKÉ: Co kdyby savci nebyli dominantní druh: jak by Země vypadala pod jinými vládci
Organismy, které si klony vyrábí samy — a úspěšně
Sexuální rozmnožování je pro většinu živočichů výhodné, protože přináší genetickou variabilitu. Ale některé druhy si řekly: „Děkuji, nechci“ — a fungují velmi dobře.
Mramorovaná raci (Procambarus virginalis): druh, který vznikl jednou mutací
Tito raci se objevili teprve v 90. letech. Jsou schopni parthenogeneze — klonují sami sebe bez partnera. Všechny jedince spojuje jeden jediný genetický původ.
To, co by mělo být evolučně nevýhodné, se ukázalo jako opak: druh se šíří rychle, je mimořádně adaptabilní a už pronikl na tři kontinenty. Evoluce zde dává lekci: jednou za čas se i klonování vyplácí.
Tvorové, kteří ignorují smrt buněk — a dokážou se poskládat zpět
Axolotl: mistr regenerace
Axolotl regeneruje končetiny, míchu, části srdce, sítnici i mozkovou tkáň. A to bez jizev. Zatímco člověk dokáže zacelit ránu jen omezeně, axolotl přeprogramuje buňky v poškozené oblasti tak, aby se proměnily v univerzální stavební jednotky — jako kdyby se jeho tělo vrátilo o miliony let zpět v evoluci.
Genetici objevili, že axolotl má obrovský genom plný regulačních sekvencí, které se u lidí dávno vypnuly. Jeho tělo tak funguje spíše jako flexibilní stavebnice než jako pevně uzamčený organismus.
ČTĚTE TAKÉ: Proč některé stromy komunikují pod zemí: tajný jazyk rostlin
Život bez kyslíku: extrém, který neměl být možný
Henneguya salminicola: živočich, který nevyužívá kyslík vůbec
Mezi živočichy platí jedno základní pravidlo: žádný mnohobuněčný organismus nemůže žít bez kyslíku.
A pak se objeví parazit lososů H. salminicola, který mitochondrie – základní dýchací organely – prostě nemá.
Místo toho žije na energetických zdrojích svého hostitele. Jak se adaptoval? Extrémní minimalizací genů, která mu umožňuje přežít tam, kde by ostatní tkáně dávno odumřely. Pokud je evoluce hra, pak tenhle organismus hacknul její základní mechanismus.
Želvušky: organismy, které si dovolují porušit fyzikální zákony
Želvušky přežijí téměř absolutní nulu, tlak hlubší než Mariánský příkop, vakuum kosmu, radiaci i smrtící teploty nad 150 °C.
Jak to dělají? Tvoří tzv. tunelové stádium — extrémně dehydratovaný stav, ve kterém je metabolismus téměř nulový. Je to forma „kontrolované smrti“, ze které se dokáží probudit. Jejich DNA navíc chrání unikátní proteiny odolné vůči radiaci. Evoluce zde evidentně testovala, co všechno je ještě možné.
ČTĚTE TAKÉ: Co má společného člověk a chobotnice? Biologové přichází s překvapivým odhalením
Viry, které se naučily krást geny a obcházet pravidla života
Mimiviry a megaviry: obři mezi viry
Viry nejsou tradičně považovány za živé organismy. Ale skupina tzv. mimivirů je tak zvláštní, že rozmazává hranici mezi živým a neživým. Mají velikost malých bakterií a genom bohatší než některé jednobuněčné organismy.
A co je nejzajímavější? Dokáží si „vypůjčovat“ geny dalších organismů. Je to forma evoluce, která nepoužívá klasické mutace, ale genetickou kleptomanie.
Evoluce není jedna cesta, ale síť výjimek
Tyto organismy ukazují, že život není uniformní proces. Evoluce se neřídí přímkami ani stabilními pravidly — spíše připomíná inteligentní experiment, který v různých větvích testuje:
co se stane, když se vypne stárnutí,
co se stane, když se vypne sexualita,
co se stane, když se vypne kyslík,
co se stane, když se vypne metabolismus.
A některé experimenty fungují překvapivě dobře.
ČTĚTE TAKÉ: Vlci, kteří PŘIŠLI Z MOŘE: Jak pobřežní šedí vlci loví mořské vydry a přepisují hranice mezi souší a oceánem
Výzkumy, které změnily náš pohled na evoluci
Laboratorní sledování Hydra vulgaris prokázalo absenci stárnutí u buněčných linií.
Genom Procambarus virginalis ukázal vznik nového druhu jedinou hybridizační mutací.
Regenerační experimenty s axolotly (University of Kentucky, Harvard) popsaly schopnost obnovy tkání včetně mozkové.
Genetické analýzy Henneguya salminicola potvrdily ztrátu mitochondriální DNA.
Studie o kryobiologii a adaptacích tardigrad prokázaly existenci speciálních ochranných proteinů.
Výzkumy mimivirů (Aix-Marseille University) ukázaly jejich genetické „krádeže“.
Co je ještě sporné
Jak dlouho mohou teoreticky žít organismy bez stárnutí?
Je regenerace axolotla replikovatelná u savců?
Jak se může mnohobuněčný živočich obejít bez mitochondrií?
Je klonální druh dlouhodobě udržitelný?
Je možné, že v extrémních prostředích existují ještě „extrémnější“ úniky z evoluce?
Každá z těchto otázek může přepsat učebnice biologie.
Život je mnohem vynalézavější, než si myslíme
Organismy, které vzdorují stárnutí, ignorují kyslík, regenerují orgány nebo klonují celé populace, ukazují, že evoluce není mechanismus se železnými pravidly. Je to laboratoř možností. A některé výsledky experimentu jsou natolik nečekané, že zpochybňují naše základní chápání života.
Pokud chceme pochopit, co všechno je možné, musíme se dívat právě sem — k tvorům, kteří se evoluci vysmekli.
Zdroje
Martínez, D. E. (1998). Mortality patterns suggest lack of senescence in hydra. Experimental Gerontology.
Gutekunst, J. et al. (2018). Clonal genome evolution and rapid invasive spread of the marbled crayfish. Nature Ecology & Evolution.
Seifert, A. W. et al. (2012). The regenerative abilities of the axolotl. Developmental Dynamics.