Jak krtek ke slepotě přišel

Život v podzemí s sebou nese mnoho zvláštních nároků. Abyste byli schopni hloubit podzemní tunely, odchovat v nich mladé a ještě se k tomu dobře uživit, musí být vaše tělo k tomuto prostředí dobře přizpůsobeno.

Evoluce však stejně tak ráda naděluje nové adaptivní vlastnosti, jako bere adaptace staré. Ačkoliv jsou oči pro krtky pod zemí zbytečným luxusem, některé ze svých funkcí si přece jen stále zachovávají.

Krtek iberský (Talpa occidentalis) je druhem krtka, kterého nalezneme pouze na Iberském poloostrově, tedy na území dnešního Španělska a Portugalska. Je to blízký příbuzný našeho krtka obecného (Talpa europea) a vede i podobný způsob života.

Oči těchto podzemních zvířat už dokážou rozlišit pouze rozdíl mezi světlem a tmou. Nový výzkum britských biologů navíc naznačuje, že ztráta zraku u krtků a u lidí by mohla být způsobena defektem ve stejném vývojovém mechanismu.

Oko – okno do světa Najít živočicha bez očí je vlastně velmi těžké. Odhaduje se, že nějaká forma vidění je vlastní 96 % organismů. Oči se vyvíjely u různých živočišných skupin různým způsobem a velmi odlišné jsou proto i zprávy o světě, které organismům jejich oči zprostředkovávají.

Kdyby nám někdo položil otázku, proč druhy organismů, které žijí v nedostatku světla, ztrácejí zrak, odpověď by byla jednoduchá – protože jej prostě nepotřebují. Za jejich ztrátu je tedy zodpovědná darwinovská selekce.

Odpověď je to jistě správná, pokrývá ovšem pouze část pravdy. Úkolem vědců je vysvětlit nejen proč, ale také jak k jistému jevu došlo. Pro odpověď je třeba sestoupit do nitra organismu a prozkoumat cesty, které dávají jistým rysům organismu vzniknout.

Vývojová biologie, která se zabývá hledáním odpovědí na takové otázky, se pohybuje na křižovatce genetiky, molekulární biologie a fyziologie. Ke ztrátě zraku, která se mezi obratlovci spontánně vyskytuje například u jeskynních ryb, pod zemí žijících hlodavců, vačnatců či hmyzožravců, dochází u každé ze skupin díky jiným vývojovým mechanismům.

Pokažená čočka Nedávná studie vědců ze skotské University of Aberdeen se zaměřila právě na studium vývojových mechanismů, které se podílejí na ztrátě zraku u iberského krtka. Zjistili, že za jeho slepotou stojí defekt ve vývoji centrálního komponentu oka, oční čočky.

„U krtků se však pokazily úplně jiné věci než u jeskynních ryb,“ říká biolog Dr. Martin Collinson, který vedl výzkumný tým. Klíčovou roli zde hraje gen nazývaný specialisty PAX6, který reguluje celou kaskádu dalších procesů.

U ryb teter jeskynních (Astyanax mexicanus) nebo u australských vakokrtů (rod Notoryctes) je tento gen zcela nefunkční a čočka ani další důležité oční komponenty se vůbec nevyvíjejí. U krtků je tomu přesně naopak.

Vývoj oka začne zcela normálně, klíčový gen je ale naopak aktivní příliš dlouho. Oční čočky se pak sice vyvíjejí, ale věc má jeden háček. Buňky, které tvoří čočku, neztratí svá jádra a další organely (jako Golgiho aparát, mitochondrie atd.) a čočka nemůže plnit svou funkci, jelikož není dokonale průhledná.

Oko si tedy zachovává pouze schopnost rozlišovat světlo a tmu. Tato schopnost je ale důležitá pro nastavování vnitřních „hodinek“ krtků – cirkadiálních rytmů. Slepí savci pod zemí

Ačkoliv nám to tak nemusí připadat, je oblast těsně pod povrchem země velmi atraktivním místem pro život. Je totiž domovem nejrůznějších drobných živočichů, například řady skupin „červů“ či larev hmyzu, které představují velmi výživnou potravu.

Pod zem se tedy „spustila“ řada organismů, jejichž předkové původně obývali oblasti nad zemským povrchem. Původně nepříbuzná zvířata pak evoluce vymodelovala tak, že vypadají jako blízcí příbuzní. Odborně říkáme tomuto jevu konvergentní evoluce.

„Krtkovitý“ tvar těla má například řada hlodavců (afričtí rypoši, slepci či hlodouni), podivní zlatokrti z řádu afrosoricidů (příbuzní slonů, damanů a sirén) či australští vačnatci vakokrti. U většiny z těchto skupin došlo v důsledku života ve tmě konvergencí alespoň k částečné ztrátě zraku.