Niedawno w Proceeding of National Academy of Sciences (P.N.A.S.) ukazała się praca Donalda I. Williamsona o ewolucji larw owadzich. Autor doszedł do zupełnie zaskakujących wniosków.

Na obrazku: Donald I. Williamson, 87-letni naukowiec z Wielkiej Brytanii, sądzi, że stadia larwalne owadów powstały w wyniku krzyżówek międzygatunkowych.

Wszyscy wiemy, że z brzydkiej gąsienicy powstaje przepiękny motyl. Nie wszystkie owady posiadają to stadium — tylko te, które przechodzą tak zwane przeobrażenie zupełne. Prawodopodobnie, pierwsze owady posiadały stadia larwalne odpowiadające przeobrażeniu niezupełnemu – a więc posiadały larwy przypominające owady dorosłe, tak, jak dzisiejsze skorki lub pasikoniki. W pewnym momencie w ewolucji owadów pojawiło się jednak przeobrażenie zupełne: larwa zupełnie nie przypomina dorosłej formy; tak jest u Holometabola, czyli chrząszczy, motyli, muchówek, chruścików i in. U wielu z tych owadów, larwa jest gąsienicą, pędrakiem albo czymś zbliżonym.

Williamson zaproponował, że stadium larwalne gąsienicy jest efektem międzygatunkowej krzyżówki między pazurnicą i owadem. Konkretnie, że jakaś pazurnica zgwałciła owada, doszło do zapłodnienia międzygatunkowego i hybrydyzacji, i narodziły się z tego owady, mające stadium larwalne przypominające pazurnicę. Czy autor przedstawił jakieś dane? Owszem. Gąsienice są podobne do pazurnic. Czy przedstawił jakąś propozycję, jak przetestować jego hipotezę? Tak, ale w sposób sugerujący niewielkie wyobrażenie na temat współczesnych metod w biologii. Innymi słowy, niezła jazda i entomolodzy mieli używanie.

Pazurnica, inaczej pratchawiec. Gdy studiowałem, znany był taki wierszyk:

Na zielonej trawce Pasą się pratchawce Jeden mówi do drugiego: “Daj mi cewkę Malpighiego”(*)

(*) pratchawce nie mają cewek Malpighiego

Na obrazku: (Foto: Wikipedia)

Kto puścił taką pracę do PNAS? Przypomnę, że to jedno z najlepszych czasopism naukowych, podobna liga co Science i Nature. Zarazem jest to czasopismo amerykańskiej akademii nauk (National Academy of Science USA). Członkowie tejże akademii mogą co rok przysyłać nawet cztery swoje prace – szansa publikacji jest wówczas znacznie wyższa niż dla kogoś z zewnątrz. Co więcej, do niedawna mogli przesyłać też prace innych osób (polecając te prace do druku) – ten sposób nazywano “track III”. Właśnie tak, z polecenia Lynn Margulis, dostała się do druku praca Williamsona. PNAS niedawno zlikwidowało tę możliwość – burza wokół pracy Williamsona być może była kroplą, która przepełniła czarę.

Czytając dzikie spekulacje Williamsona, należy się zastanowić: czy w nauce w ogóle jest miejsce na takie wygibasy i robienie innym wody z mózgu wydumanymi bajeczkami?

Wydaje mi się, że miejsce takich historyjek jest głęboko pod ziemią.

Czyli tam, gdzie zazwyczaj są fundamenty.

Stawianie hipotez, nawet zupełnie odlotowych jest podstawą nauki – dopóki hipotezy mieszczą się w metodzie naukowej. Jedno, czego nie można zarzucić hipotezie Williamsona, to brak możliwości falsyfikacji. Liczne genomy owadów są już zsekwencjonowane, pozostaje identyfikacja genów ulegających ekspresji w stadium larwalnym i porównanie ich z innymi genami owadów o niezupełnym przeobrażeniu oraz z genomem pazurnic. Najprawdopodobniej okaże się, że pazurnice jednak nigdy nie dostarczyły owadom bezpośrednio dużych fragmentów swojego genomu. Jednak…

Pod koniec dziewiętnastego wieku narodził się pomysł, że niektóre organelle komórkowe (takie jak chloroplasty zielonych roślin) to w rzeczywistości pozostałości symbiotycznych mikroorganizmów. Z początku, bakterie infekowały inne, większe od siebie bakterie i żyły jako pasożyty wewnątrz komórek swoich gospodarzy. Z biegiem czasu przekształciły się w symbionty, bez których komórka gospodarza nie mogła już istnieć. Wreszcie przekształciły się w różne organelle komórkowe – takie jak chloroplasty lub mitochondria. W latach sześćdziesiątych dwudziestego wieku odkryto, że chloroplasty i mitochondria rzeczywiście posiadają własne DNA, czasem nawet z odrębnym kodem genetycznym (nawet nasze mitochondria stosują nieco inny kod niż reszta naszego genomu). Pomysł spopularyzowała w latach osiemdziesiątych między innymi właśnie Lynn Margulis. Dziś, gdy znamy kompletne sekwencje genomów chloroplastów czy mitochondriów możemy nawet dokładnie powiedzieć z którymi bakteriami są one najbliżej spokrewnione (chodzi o alfa-proteobakterie takie jak riketsje).

Na obrazku: Hipoteza endosymbiozy: organelle komórkowe powstały w wyniku koewolucji pierwszych eukariontów i pasożytniczych, żyjących wewnątrzkomórkowo bakterii

Moim zdaniem, dobrze się stało, że PNAS zlikwidowało “track III”. Znacznie częściej niż dziwaczne hipotezy pojawiały się tam mierne prace kumpli członków National Academy of Sciences, co zresztą negatywnie odbijało się na odbiorze PNAS zwłaszcza u młodszych naukowców (znam takich, którzy programowo nie czytają PNAS). Prace takie jak ta Williamsona były jednak dobrą stroną istnienia “track III”. Na szczęście, czasopism naukowych jest mnóstwo – a nowa, falsyfikowalna, lecz jeszcze nieprzetestowana hipoteza to dla naukowca największa frajda, jaka może się przytrafić. Im więcej zamieszania można nią wywołać, tym lepiej. Praca Williamsona będzie całkiem nieźle cytowana, i z pewnością znajdzie się ktoś, kto wykona konieczne do sfalsyfikowania jej badania porównawcze.

Ops – już się znalazł.

Literatura:

• Williamson D. I. 2009, “Caterpillars evolved from onychophorans by hybridogenesis”, PNAS, August 2008.

• Grey et al. 1999, “Mitochondrial Evolution”, Science 283(5407): 1476 - 1481

• Blogonotka “PNAS Shuts a Door” Dereka Loewe

• Borell B., 2009, “National Academy as National Enquirer? PNAS Publishes Theory That Caterpillars Originated from Interspecies Sex”, Scientific American.

• Nature, 1883, “Chlorophyll corpuscles and pigment bodies in plants – recenzja książki A. W. F. Schimpera, “Ueber die Entwickelung der Chlorophyllkörner und Farbkörper” w której sformułowano po raz pierwszy chyba hipotezę endosymbiozy, a konkretnie, że chloroplasty u roślin są efektem symbiozy mikroorganizmów.

• Dolgin E. “No species mixing to make caterpillars”, The Great Beyond Nature Blog – blogonotka na temat pracy Harta i Grosberga falsyfikującej hipotezę Williamsa.

Komentarze

Original post