Žemės gyvybės istorija plėtojasi pagal tuos pačius dėsnius. Viskam, net ir daugialąsčiams organizmams, savas metas. Kad tai suprastume, visų pirma turime išsiaiškinti priežastis, kodėl atsirado daugialąsčiai.
Viena jų atsiradimo teorija neįtikėtinai paprasta. Gali būti, kad daugialąsčiai atsirado mikrobams pradėjus ieškoti naujų būdų, kaip geriau vienam kitą ėsti ir kaip pačiam nebūti suėstam. Daugialąstis kūnas išauga didelis. O išaugti dideliam – puikus būdas būti neprarytam kitų. Todėl daugialąstis kūnas galėjo atsirasti kaip tam tikra saugos priemonė.
Kai plėšrūnai įgyja naujų gebėjimų susimedžioti aukas, pastarosios įgyja naujų savybių, padedančių išvengti liūdnos lemties. Tokia sąveika galėjo lemti daugelio mūsų kūno sandaros molekulių kilmę. Dauguma mikrobų minta kitais mikrobais prie jų prisitvirtindami, o tada prarydami.
Molekulės, leidžiančios mikrobams pastverti ir išlaikyti grobį, kaip tik ir yra tikėtinos kandidatės į molekulines kniedes, leidžiančias mūsų kūno ląstelėms jungtis tarpusavyje. Kai kurie mikrobai gali bendrauti tarpusavyje, sudarydami junginius, veikiančius kitų mikrobų elgesį. Plėšrūno ir aukos mikrobų sąveika dažnai vyksta dalyvaujant signalinėms molekulėms, kurios potencialius grobuonis atbaido, arba priešingai – veikia kaip potencialias aukas viliojantis jaukas. Gali būti, kad tokie signalai ir tapo signalinių molekulių, padedančių mūsų ląstelėms keistis informacija, užtikrinančia kūnų vientisumą, pirmtakais.
Apie daugialąsčių atsiradimą galime spėlioti iki begalybės, tačiau kur kas įdomesni už šiuos samprotavimus būtų apčiuopiami eksperimentiniai duomenys, atskleidžiantys, kaip grobuoniškumas galėjo tapti daugialąsčių atsiradimo priežastimi. Būtent tokius duomenis gavo Martinas Boraas ir jo kolegos.
Dumbliams, kurie normaliomis sąlygomis yra vienaląsčiai, jie leido augti savo laboratorijoje, kol pasikeitė daugiau kaip tūkstantis jų kartų̃. Tada grobuonį – vienaląstį organizmą su žiuželiu, kuris ryja kitus mikrobus ir juos suvirškina, – mokslininkai išleido. Mažiau kaip per du šimtus kartų̃ dumbliai sureagavo į plėšrūną, pradėdami telktis į gniutulus, sudarytus iš šimtų ląstelių.
Tolydžio ląstelių skaičius šiose santalkose mažėjo tol, kol jų liko po aštuonias kiekvienoje grupėje.
Aštuonios ląstelės – geriausias skaičius, nes ląstelių gniutulai tapo gana dideli, kad jų neįstengtų praryti plėšrūnas, tačiau tokie maži, kad kiekviena gniutulo ląstelė gautų pakankamai šviesos, reikalingos išgyventi. Tačiau labiausiai nustebino tai, kas įvyko plėšrūną pašalinus: dumbliai toliau dauginosi, sudarydami aštuonių ląstelių gniutulus. Trumpai kalbant, iš vienaląsčių susidarė primityvūs daugialąsčiai.
Jeigu eksperimentuojant per keletą metų galima sukurti paprastą daugialąstį iš pavienių ląstelių, įsivaizduokite, kas galėjo įvykti per milijardus metų. Taigi, svarbiausias klausimas, į kurį turime atsakyti, yra ne kaip galėjo atsirasti daugialąsčiai, o kodėl jų neatsirado anksčiau?
Atsakymas į šį klausimą gali glūdėti senovinėje aplinkoje, kurioje atsirado pirmieji daugialąsčiai. Greičiausiai iki tol pasaulis nebuvo pasirengęs jų pasirodymui. Daugialąstis – brangiai kainuojantis malonumas. Didelio kūno savininkas įgyja akivaizdžių privalumų: jis ne tik gali išvengti plėšrūno nasrų, bet ir pats misti kitais, mažesniais organizmais, taip pat jis lengvai įveikia didelius atstumus. Šie privalumai leidžia gyvūnui geriau valdyti jį supančią aplinką.
Tačiau visiems būtinos didžiulės energijos sąnaudos. Kuo didesnis kūnas, tuo daugiau energijos reikia jo reikmėms patenkinti, ypač tuomet, kai jo sandarą palaiko kolagenas. Kolageno sintezei būtinas gana didelis deguonies kiekis, todėl tolimiems mūsų protėviams labai sustiprėjo šio svarbaus medžiagų apykaitai elemento poreikis.
Ir dar viena problema: deguonies Žemės ore ir vandenyje senovėje buvo labai mažai. Milijardus metų deguonies lygis atmosferoje nė iš tolo neprilygo dabartiniam. Vėliau, maždaug prieš milijardą metų, deguonies kiekis staiga išaugo iki dabartinių normų ir nuo tada beveik nesikeitė.
Iš kur tai žinome? Iš cheminių uolienų savybių. Maždaug milijardo metų uolienose pastebima aiškių pėdsakų, bylojančių, kad šie dariniai formavosi daugėjant deguonies. Ar deguonies padaugėjimas atmosferoje kažkaip gali sietis su daugialąsčių atsiradimu?
Gali būti, kad daugialąsčiams atsirasti prireikė tam tikro paleontologinio virsmo atitikmens. Milijardus metų mikrobai plėtojo naujus tarpusavio sąveikos ir ryšio su juos supančia aplinka būdus. Per šį procesą jie sugebėjo aptikti daugybę medžiagų ir kitų instrumentų, kurie vėliau pravertė kuriant kūnus, nors iš pradžių jie buvo naudojami kitais tikslais. Taip pat atsirado ir pagrįsta daugialąsčių susidarymo priežastis: prieš milijardus metų mikrobai išmoko vienas kitą ryti. Taigi, iškilo rimta priežastis susidaryti daugialąsčiams, o reikalingų instrumentų jau buvo.
Tačiau šio to trūko. Tas šis tas – tai pakankamai deguonies, būtino palaikyti daugialąsčio organizmo gyvybę. Kai Žemės atmosferoje jo susidarė užtektinai, daugialąsčiai ėmė dygti kaip grybai po lietaus. Žemės gyvybė pasikeitė amžiams.
Apie knygą
Paleontologas N. Shubinas parašė labai nuoseklią, vaizdingą knygą apie paleontologų darbo metodus ir apie šio mokslo sąsajas su embriologija, molekuline biologija, genetika ir pan. Žingsnis po žingsnio joje nuosekliai išdėstomi pagrindiniai gyvų organizmų evoliucionavimo etapai ir naujausi tyrimo metodai. Neilas Shubinas, paleontologas, anatomijos profesorius, vienas iš Tiktaaliko - „žuvies su rankomis“ atradėjų, kitaip pasakoja mūsų kūnų istoriją. Tyrinėdamas fosilijas autorius atskleidžia, kad mūsų rankos išties primena žuvų pelekus, o galvos - seniai išnykusių žiočių neturinčių žuvų galvas. „Jūsų vidinė žuvis“ priverčia mus kitaip pažvelgti į save ir pasaulį. Tai puiki knyga - įkvepianti, vaizdinga, nuosekli, pilna entuziazmo.
Apie projektą
Vykdant ES SF projektą „Nacionalinės mokslo populiarinimo sistemos sukūrimas ir įgyvendinimas“, Lietuvos mokslų akademijos iniciatyva išleista dvylikos mokslo populiarinimo knygų serija „Mokslas visiems“. Jų autoriai išsamiai ir suprantamai atskleidžia šiuolaikinio mokslo bei technologijų vystymosi tendencijas pasaulyje. Demonstruoja sąsajas ne tik tarp įvairių mokslo sričių, bet ir tai, kaip technologijos (pvz., internetas) veikia visuomenę, keičia socialinius procesus ir mūsų mąstymą. Parodo šiuolaikinio mokslo funkcionavimo mechanizmus, jo poveikį visuomenei, jos etikai, žmonių sveikatai bei politikai ir atvirkščiai.
LMA kartu su Delfi portalu kas savaitę pasiūlys jums susipažinti su šių knygų ištraukomis. Visas knygas pdf formatu galite nemokamai atsisiųsti iš LMA svetainės.
