Οι αστερίες είναι κεφάλια χωρίς σώματα, υποστηρίζει νέα έρευνα

Τα κεφάλια στα περισσότερα ζώα είναι εύκολα αναγνωρίσιμα, αλλά οι επιστήμονες μέχρι τώρα δεν ήταν σε θέση να πουν το ίδιο για τους αστερίες.

Ένας αστερίας έχει πέντε πανομοιότυπα άκρα με ένα στρώμα από πόδια-σωλήνες (σαν μικρές βεντούζες) κάτω από αυτά, που βοηθούν το θαλάσσιο πλάσμα να κινηθεί κατά μήκος του βυθού, κάνοντας τους φυσιοδίφες να προβληματίζονται για το αν οι αστερίες έχουν καθορισμένα μπροστινά και πίσω άκρα – και αν έχουν καν κεφάλια.

Αλλά μια νέα γενετική έρευνα που δημοσιεύτηκε την Τετάρτη (1/11) στο περιοδικό Nature, υποστηρίζει το αντίθετο – ότι οι αστερίες είναι σε μεγάλο βαθμό κεφάλια που στερούνται κορμού, τον οποίο πιθανότατα έχασαν εξελικτικά με την πάροδο του χρόνου.

Οι ερευνητές δήλωσαν ότι τα παράξενα απολιθώματα των προγόνων των θαλάσσιων αστεριών, τα οποία έδειχναν να έχουν ένα είδος κορμού, βγάζουν πολύ περισσότερο νόημα από εξελικτική άποψη υπό το πρίσμα των νέων ευρημάτων.

«Είναι σαν να λείπει εντελώς ο κορμός από τον αστερία, ο οποίος περιγράφεται καλύτερα ως ένα κεφάλι που σέρνεται στον πυθμένα της θάλασσας. Δεν είναι καθόλου αυτό που υπέθεταν οι επιστήμονες μέχρι τώρα», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Laurent Formery, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ και στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ.

Ξεκινούν ως γονιμοποιημένα αυγά που εκκολάπτονται και γίνονται προνύμφες που επιπλέουν στον ωκεανό, όπως το πλαγκτόν, για εβδομάδες έως μήνες πριν κατακαθίσουν στον πυθμένα. Εκεί, περνούν από μια διαδικασία που μετατρέπει ένα αμφίπλευρο σώμα σε πενταμερές.

Γενετική αποκωδικοποίηση του αστερία

Το αμφίπλευρο σχέδιο σώματος που έχουν τα περισσότερα ζώα προέρχεται από γενετικές δράσεις σε μοριακό επίπεδο που μπορούν να εντοπιστούν στις περιοχές του κεφαλιού και του κορμού. Για να δουν τι συμβαίνει με τους αστερίες, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μικροϋπολογιστική τομογραφία για να αποτυπώσουν μια πρωτοφανή τρισδιάστατη ματιά στο σχήμα και τη δομή τους.

Στη συνέχεια, χρησιμοποίησαν προηγμένες αναλυτικές τεχνικές για να εντοπίσουν πού εκφράζονται τα γονίδια μέσα στον ιστό και να εντοπίσουν συγκεκριμένες αλληλουχίες RNA μέσα στα κύτταρα. Η γονιδιακή έκφραση σημαίνει ότι τα γονίδια γίνονται ενεργά. Συγκεκριμένοι μοριακοί δείκτες δρουν σαν σχεδιαγράμματα, κατευθύνοντας κάθε κύτταρο στην περιοχή του σώματος όπου ανήκει.

Τα δεδομένα δημιούργησαν έναν τρισδιάστατο χάρτη για να αποτυπωθεί το πού εκφράζονται τα γονίδια καθώς οι αστερίες αναπτύσσονται και μεγαλώνουν. Η ομάδα μπόρεσε να προσδιορίσει τα γονίδια που ελέγχουν την ανάπτυξη του εξωδέρματος του αστερία, το οποίο περιλαμβάνει το δέρμα και το νευρικό του σύστημα.

Οι γενετικές υπογραφές που σχετίζονται με την ανάπτυξη του κεφαλιού εντοπίστηκαν σε όλο το μήκος των αστεριών, ιδιαίτερα συγκεντρωμένες στο κέντρο τους και στο κέντρο κάθε άκρου. Αλλά η γονιδιακή έκφραση για τα τμήματα του κορμού απουσίαζε σε μεγάλο βαθμό, αποκαλύπτοντας ότι οι θαλάσσιοι αστέρες «είναι το πιο δραματικό παράδειγμα αποσύνδεσης των περιοχών του κεφαλιού και του κορμού που γνωρίζουμε σήμερα», δήλωσε ο Formery.

«Τα γονίδια που συνήθως εμπλέκονται στη διαμόρφωση του κορμού ενός ζώου δεν εκφράζονταν στο εκτόδερμα του αστερία. Φαίνεται ότι ολόκληρο το σχέδιο σώματός του είναι περίπου ισοδύναμο με το κεφάλι σε άλλες ομάδες ζώων».

Οι αστερίες και τα άλλα εχινόδερμα πιθανότατα ανέπτυξαν το μοναδικό τους σχέδιο σώματος όταν οι πρόγονοί τους έχασαν την περιοχή του κορμού τους, επιτρέποντάς τους να κινούνται και να τρέφονται διαφορετικά από άλλα ζώα.