Dwa razy czerwoną krew proszę!

Amerykańscy naukowcy odkryli, że kręgowce dysponujące czerwoną krwią wyewoluowały dwukrotnie niezależnie od siebie (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Ewolucja konwergencyjna to proces powstawania analogicznych cech w grupach odlegle spokrewnionych organizmów, np. skrzydeł u nietoperzy i ptaków. Ostatnio biolodzy z University of Nebraska-Lincoln stwierdzili, że konwergencja doprowadziła do wykształcenia dwóch mechanizmów transportowania tlenu przez krew, by podtrzymać metabolizm tlenowy.

Zespół prof. Jaya Storza analizował genom wielu kręgowców i doszedł do wniosku, że bezżuchwowce (Agnatha) - minogokształtne i śluzicokształtne oraz wymarłe rzędy Osteostraci, Heterostraci, Coelolepida - i szczękowce (Gnathostomata) inaczej rozwiązały ten sam problem fizjologiczny. Analiza porównawcza wykazała, że wybrały różne białka prekursorowe, które miały spełniać funkcję przenoszących tlen hemoglobin, nadających krwi charakterystyczny czerwony kolor.

Linie bezżuchwowców i szczękowców oddzieliły się od siebie ok. 500 mln lat temu w kambrze (miało to miejsce mniej więcej 30 mln lat po pojawieniu się pierwszego strunowca). Pojawienie się białek transportujących tlen ma związek z wielkością organizmu. Owady radzą sobie bez podobnego rozwiązania, ponieważ są na tyle małe, by w całości polegać na pasywnej dyfuzji tlenu w układzie tchawek. Ma to swoje plusy i minusy, jako że między innymi dlatego insekty tylko nieznacznie przekraczają magiczną granicę długości 3 cali (7,62 cm).

Wytworzenie 500 mln lat temu hemoglobin jako białek transportujących tlen otworzyło drogę ewolucji metabolizmu tlenowego (co ważne, natura wzięła się na więcej niż jeden sposób). To z kolei ułatwiło zwiększenie złożoności budowy wewnętrznej i rozmiarów ciała. Hemoglobiny bezżuchwowców i szczękowców powstały niezależnie, ale funkcjonują podobnie. [...] Białka te wyewoluowały swe dotyczące przenoszenia tlenu właściwości z różnych właściwości przodków [z innego materiału wyjściowego].

ewolucja konwergencja szczękowce bezżuchwowce krew hemoglobina metabolizm tlenowy Jay Storz