Netopýři a velryby si vyvinuli téměř identické geny pro echolokaci

Vědci prokázali, že v průběhu nezávislé evoluce se u zvířat tak odlišných, jako jsou netopýři a ozubené velryby, podařilo vyvinout téměř stejné geny odpovědné za používání echolokace k navigaci ve vesmíru, podle dvou nezávislých výzkumných prací.

Tento objev je v rozporu s obecně přijímanými představami, podle kterých je konvergentní evoluce – vývoj stejných znaků u různých druhů živých bytostí – na genetické a molekulární úrovni jen stěží možná. Jinými slovy, zvířata z různých evolučních linií přicházejí ke stejným rysům pomocí odlišné sady genů.

Skupina Jian Zhi Zhang z University of Michigan ve své práci studovala geny zodpovědné za syntézu proteinu prestin. Tento protein se nachází ve vnějších vláskových buňkách hlemýždě vnitřního ucha, které slouží k zesílení zvukového signálu. Díky prestinu se vlivem vysokofrekvenčního zvuku tyto buňky prodlouží a zvukový signál o určité frekvenci se zesílí.

Autoři článku ve své práci použili geny zodpovědné za syntézu prestinu u 25 různých druhů savců - krávy, prasata, kočky, 10 druhů netopýrů a jeden delfín skákavý patřící zubatým velrybám. V této skupině jsou pouze netopýři a velryby schopni navigovat ve vesmíru a lovit pomocí echolokace. Echolokace je vytváření ultrazvukových vibrací zvířaty a jejich detekce odrazu těchto vibrací od povrchů okolní krajiny a objektů.

Umístěním těchto zvířat do rodokmenu postaveného na základě podobnosti prestinových genů vědci zjistili, že netopýři a delfíni v takovém stromě jsou nejbližšími příbuznými, přestože se vyvinuli z úplně jiných zvířat.

Analýza sekvencí aminokyselin v molekulách prestinů u netopýrů, delfínů a jejich skutečných evolučních předků ukázala, že taková podobnost genů u zvířat pomocí echolokace je důsledkem evolučního procesu a není to náhoda. Během tohoto procesu byly u velryb i netopýrů nahrazeny stejné aminokyseliny v molekule prestin, dokud nezískaly svůj extrémně podobný moderní vzhled.

"Když jsme to zjistili, byli jsme ve stavu mírného šoku.". Zdá se nám, že taková konvergentní evoluce na molekulární úrovni byla umožněna, protože v molekule prestinu je velmi omezený počet aminokyselinových sekvencí, které umožňují tomuto proteinu fungovat tak, aby zesiloval ultrazvukové vibrace, “řekl Zhang, citovaný tiskovou službou. z University of Michigan.