Potrivit unui nou studiu, urechile externe ale oamenilor ar fi evoluat din branhiile peștilor preistorici. Experimentele de editare genetică indică faptul că cartilajul din branhiile peștilor a migrat în canalul urechii cu milioane de ani în urmă, în cursul evoluției noastre. Oamenii de știință afirmă că urechile noastre exterioare ar putea avea rădăcini evolutive în nevertebrate marine străvechi, cum ar fi crabii potcoavă, potrivit Live Science.
Cercetarea aruncă o nouă lumină asupra originilor misterioase ale urechilor externe, care sunt unice la mamifere. „Când am început proiectul, originea evolutivă a urechii externe era o cutie neagră completă”, a declarat coautorul studiului, Gage Crump, profesor de biologie a celulelor stem și medicină regenerativă la University of Southern California.
Cercetătorii știau deja că urechile noastre medii – fiecare dintre acestea se află în spatele timpanului și cuprinde trei oase mici – au apărut din oasele maxilarelor unor pești antici. Acest exemplu de evoluție care transformă și refolosește structurile anatomice „ne-a făcut să ne întrebăm dacă urechea externă cartilaginoasă ar fi apărut, de asemenea, dintr-o structură ancestrală a peștilor”, a declarat Crump.
Din ce sunt alcătuite urechile oamenilor
Urechile noastre externe și cele ale altor mamifere sunt alcătuite dintr-un subtip de cartilaj numit cartilaj elastic. Acesta este mai flexibil decât cartilajul hialin sau fibrocartilajul, care sunt prezente în nasul uman și, respectiv, în discurile dintre vertebrele noastre.
Cheia trasării originii urechilor externe ale oamenilor până la pești a fost descoperirea că cartilajul elastic este prezent și în branhiile peștilor. „Când am început studiul, existau foarte puține informații despre existența cartilajului elastic în afara mamiferelor”, a spus Crump.
Cercetătorii au folosit coloranți proteici pentru a descoperi că branhiile peștelui zebră (Danio rerio), ale somonului de Atlantic (Salmo salar) și ale altor trei specii de pești conțin cartilaj elastic. Toate speciile sunt pești osoși moderni, ceea ce sugerează că cartilajul elastic este o caracteristică generală în acest grup, potrivit studiului, care a fost publicat la 9 ianuarie în revista Nature.
Cum au găsit oamenii de știință legătura între urechile umane și branhiile peștilor antici
Apoi, oamenii de știință au testat legătura evolutivă dintre cartilajul elastic din branhiile peștilor și urechile externe ale mamiferelor. Cartilajul elastic nu se păstrează bine în fosile, așa că cercetătorii au folosit în schimb indicii moleculare. Ei au căutat elemente de control al genelor numite „potențatori” – secvențe scurte de ADN care pot activa gene asociate atunci când sunt legate de proteine specifice.
Deoarece potențatorii genetici sunt foarte specifici țesuturilor, cercetătorii pot detecta cu ușurință unde sunt activi potențatorii. Pentru a testa dacă activitatea potențatorilor – și, prin urmare, reglarea genelor – este similară în branhiile peștilor și în urechile externe umane, Crump și colegii săi au introdus potențatori ai urechii externe umane în genomurile peștilor zebră.
Experimentul a declanșat activitate în branhiile peștilor zebră, indicând o legătură ancestrală între genele din urechile externe umane și branhiile peștilor. Apoi, cercetătorii au efectuat experimentul în sens invers: Ei au introdus în genomul șoarecilor potențatori asociați cu branhiile peștilor zebră și au detectat activitate în urechile externe ale șoarecilor.
Printr-o altă serie de experimente cu mormoloci și șopârle anole verzi (Anolis carolinensis), echipa a demonstrat că amfibienii și reptilele au moștenit, de asemenea, structurile branhiilor și urechilor de la pești. În cazul șopârlelor, activitatea amplificatorului se afla în canalul urechii, ceea ce sugerează că cartilajul elastic începuse să migreze de la branhii la urechea externă în momentul în care reptilele au apărut pe Pământ în urmă cu aproximativ 315 milioane de ani.
„Descoperirile noastre sugerează că elemente ale unui program ancestral de dezvoltare a branhiilor au fost reutilizate de mai multe ori pe parcursul evoluției vertebratelor pentru a genera diverse structuri ale branhiilor și urechilor”, au scris cercetătorii în studiu.
Ce sunt crabii potcoavă
În cele din urmă, echipa a găsit un amplificator în celulele crabului potcoavă care a declanșat activitatea în branhiile peștelui zebră. Crabii potcoavă sunt „fosile vii” care au apărut în urmă cu aproximativ 400 de milioane de ani, iar descoperirea sugerează că urechile noastre externe ar putea avea rădăcini evolutive mult mai adânci decât se credea anterior.
Deși sunt necesare mai multe cercetări pentru a confirma cât de adânci sunt aceste rădăcini, „această lucrare oferă un nou capitol al evoluției urechii mamiferelor”, a declarat Crump.
Sursa: Live Science / Antena 3 CNN
