Immunologia, ewolucja i minogi

Na obrazku: Skradzione z Paleobloga

Minogi to z ewolucyjnego punktu widzenia fascynujące zwierzaki. Po pierwsze, pojawiły się w dewonie – jakieś trzysta osiemdziesiąt milionów lat temu, mniej więcej wtedy, co pierwsze żuchwowce – ryby posiadające żuchwę. Ale minogi żuchwy nie mają, uchodzą więc wraz ze śluzicami za jedyne żyjące do tej pory bezżuchwowce. Jednak “bezżuchwowce” to nie jest prawdziwa grupa systematyczna, ponieważ jest parafiletyczna – tzn. jest workiem, do którego wrzucono kilka niekoniecznie blisko spokrewnionych grup. Tak czy siak, minogi są prawdopodobnie najprymitywniejszymi kręgowcami żyjącymi jeszcze na świecie.

Tymczasem okazuje się, że na poziomie molekularnym minogi są niezwykle bliskie rybom. Wyznacznikiem wydaje się nie obecność takich czy innych cech szkieletu, ale istnienie genetycznego systemu umożliwiającego powstanie chrzęstnego szkieletu opartego o kolagen (Zhang et al. 2006, PNAS). Gdy się przyjmie taką interpretacje, pozycja systematyczna minogów przestaje nastręczać takich trudności, jak niegdyś, gdy brano pod uwagę tylko ich morfologię. Minogi są więc prawdopodobnie grupą siostrzaną wszystkich ryb (tzn. są z nami bliżej spokrewnione niż śluzice). Od siebie dodam jeszcze, że po pierwsze, możliwe że morfologia minogów uległa uproszczeniu – to są pasożyty, czyli nie byłoby to nic dziwnego. Po drugie, powstały w czasie, gdy ryby szkieletowe już hulały w oceanach – prawdopodobnie jakieś sto milionów lat po ostatnim wspólnym przodku (LCA) kręgowców.

Poza tym brak ewidentnych zmian w morfologii nie oznacza, że ich genomy przez ten cały czas nie ewoluowały – w materiale genetycznym minogów zachowały się ślady dość dramatycznych zmian w układzie odpornościowym i nie tylko (Rogozin et al. 2007, Nature Immunology). Ba! Wszystko wskazuje na to, że minogi wyewoluowały własną wersję “swoistej odpowiedzi immunologicznej”. “Swoista odpowiedź” to mało mówiąca nazwa; po angielsku to “adaptive immunity”, którą mają tylko kręgowce, w przeciwieństwie do “nieswoistej”, po angielsku “innate”, którą można znaleźć u wszystkich istot wielokomórkowych. Adaptive immunity to ta odpowiedź immunologiczna, która opiera się na somatycznych mutacjach, dzięki którym możemy tworzyć specyficzne przeciwciała do każdego, nawet wcześniej nieznanego antygenu, ale jednocześnie odróżniać antygeny od białek i innych substancji produkowanych przez nasz własny organizm. To dzięki tej odpowiedzi działają szczepionki, ale też i powstają alergie.

Odkrycie “alternatywnego” układu odpornościowego o zdolności adaptacji byłoby doniosłe, bo jak na razie znamy tylko jedną wersję takiego typu układu odpornościowego. Ale nie ma pewności, do jakiego stopnia układ odpornościowy minogów wyewoluował z istniejącego układu odpornościowego innych kręgowców, a do jakiego stopnia była to konwergencja.

Bardzo ciekawa blogonotka o minogach. W ogóle polecam ten blog.

Dobry artykuł popularnonaukowy o ewolucji odporności i minogach.

Dla posiadających dostęp do “Science”: komentarz o odkryciu swoistego układu odpornościowego u minogów.

Original post