Znanost
1287 prikaza

Kukci su prvi letjeli, ali kako su prvi dobili krila?

Vilin konjic
Pexels
Bilo je to prije 300, možda 360 milijuna godina, toliko davno da se znantvenici danas tuku oko ovog pitanja

Krila raznih buba često su sakrivena, zakrivena ispod oklopnih štitova na leđima, kako bi bila zaštićena. Bube obično nemaju više od dva para krila. Osim ako ne žive u laboratoriju Yoshinorija Tomoyasua. On i njegov kolega David Linz nedavno su u Proceedings of the National Academy of Sciences objavili istraživanje o tome kako su genetički modificirali ličinke buba tako da im krila izrastu na abdomenu. Sve kako bi se približili odgovoru na jednu od evolucijskih najvećih tajni kako su kukci razvili sposobnost letenja.

Kukci su se u zrak vinuli u nekom trenutku prije između 300 i 360 milijuna godina. To im je omogućilo da osvoje nova staništa i u kratko vrijeme postali su jedan od najraznolikijih i najuspješnijih razreda životinja, što su ostali sve do danas. Velika većina ili ih ima krila ili su se razvili od predaka koji su imali krila, kazao je za New York Times evolucijski biolog Linz sa Sveučilišta Indiana.

Whipsnade ZOO, Bedfordshire, prezentacija siktajućeg madagaskarskog žohara Majstori fizike Znanost Ovo je razlog zašto žohari lupaju glavom o zid

„Kad prosječna osoba razmišlja o krilima kukaca, pomisli na vilinog konjica, na dva para zbilja zgodnih krila. No, ona su različita od vrste do vrste. Kad vidite balegara kako leti, on podsjeća na bombardera. Što je zastrašujuće ili prekrasno, ovisno o načinu na koji na to gledate“, kazao je dr. Linz. Tomoyasua posebno frustrira nedostatak fosila iz razdoblja kad su kukci razvili krila.

„Kod kralježnjaka koji imaju krila, porijeklo je jasno. No, kukci su se razvili tako davno da je teško reći kad se to dogodilo“, objasnio je problem. Dugo vremena postoje dvije suprotstavljene hipoteze. Prva je „tergalna hipoteza“ po kojoj su se krila razvila na tergumu, nazovimo to „leđima“, kao membrane za jedrenje. „Pleuralna hipoteza“ tvrdi da su se krila razvila iz pradavnih nogu koje su prvo srasle s tijelom da bi na kraju završile na leđima. A onda je na scenu stupila genetika koja je ponudila treću mogućnost.

Izvorno je postavljena još 1974. kao „dualno porijeklo“, da je riječ bila o srastanju dva odvojena tkiva; leđni dio tijela doveo je do stvaranja membrane, dok je drugi dio potekao od dijelova nogu. Dr. Linz kaže da ovakva vrsta evolucijske fuzije može zvučati bizarno, ali za to postoji i presedan. Pradavni preci kukaca su vjerojatno imali relativno simetrične segmente tijela, svaki sa svojim parom nogu. Oni su se mijenjali milijunima godina na najluđe različite načine.

Vilin konjic | Author: Pexels Pexels

Kod nekih su se kukaca noge izgubile u abdomenu; kod drugih su se pomaknule prema glavi, postavši antene. Tomoyasu i Linz radili su s brašnarom, koji ne leti dobro, lako ga je uzgojiti u laboratoriju, a i genom mu je potpuno otkriven. U inicijalnoj studiji njih su dvojica manipulirali brašnarovim genomom kako bi vidjeli koji je dio odgovoran za krila. Iznenadili su se kad su shvatili da je riječ o dijelu anatomije koji se činio da nema nikakve veze s letenjem.

Odatle ideja da bi mogla biti riječ o kombinaciji tkiva koja su skupa postala krila. Okrenuli su se potom stadiju kukuljice, u kojem kukci imaju obrambena kliješta na abdomenu, a koja ih čine vjerojatnim modelima najranijih struktura krila. I kako bi dokazali svoju hipotezu, dvojica su istraživača trebali fuzionirati dorsalno i pleuralno tkivo. U bube su ubacili gen za fluorescenciju kako bi lakše uočili tkivo koje se mijenja manipuliranjem gena za krila.

I kad su napokon došli do manipulacije gena abdomena, oduševljeno su otkrili dva zeleno obojena tkiva, ono dorsalno i ono pleuralno. Tada su napokon bili u stanju proizvesti kukuljice kod kojih su oba tkiva spojili u parove, odnosno u mala krila. „One su očito vrlo, vrlo bolesne, jer to nije način na koji se one normalno razvijaju“, kazao je Linz.

Pčela To je Sudnji dan Znanost Ekološki Armagedon: Nestalo je 75 posto kukaca!

No, entomolog Floyd Shockley iz Smithsonianovog nacionalnog muzeja za povijest prirode kaže da je ideja o embrioničkom razvoju poput ubrzanog filma ranijih evolucijskih promjena, do sada većim dijelom diskreditirana. Ali ipak priznaje da manipulacija genima može koristiti u sklapanju slagalice struktura koje je teško vizualizirati. Ono što on smatra da bi u tom slučaju bilo bitniji dokaz jest kad bi u laboratoriju uspjeli doviti treći par krila.

To se odnosi na daljnju debatu znanstvenika o mogućnosti da su najraniji leteći kukci imali možda i treći par krila, koji su evolucijski odbacili jer im letenje na takav način nije bilo dovoljno praktično i stabilno.

Komentiraj, znaš da želiš!

Za komentiranje je potrebno prijaviti se. Nemaš korisnički račun? Registracija je brza i jednostavna, registriraj se i uključi se u raspravu.