Evolutia

: Pinguinul imperial
Un pui pufos de pinguin are toate ingredientele genetice pentru penele si inotatoarele specializate ale adultului. Anatomia pinguinului este neobisnuita, dar genele care o construiesc nu.

Foto: Rosamond Purcell

: Buretele: Halichondria bowerbanki; tunicatele: Genul Botryllus, fotografiate in Laboratorul de Biologie Marina, Woods Hole.
Regnul animal dateaza de peste 600 de milioane de ani, inca din vremea cand creaturi unicelulare – microsaculeti care filtrau apa si erau propulsati de filamente ondulante – au evoluat in animale pluricelulare, cum ar fi buretii si alte nevertebrate marine (mase galbene si portocalii).

Foto: Rosamond Purcell

: Maimuta-veverita
La cele mai multe animale, genele Hox intra in actiune la inceputul dezvoltarii embrionare. Ca un caroiaj pentru harti, genele divid embrionul amorf in compartimente, unde ulterior se vor forma structuri specializate – coaste, vertebre, membre, ochi, cap. "Maimuta are un plan al corpului tipic pentru vertebrate, plus coada lunga – spune biologul Sean Carroll.

Foto: Rosamond Purcell

: Calugarita
Partea ventrala a unei calugarite dezvaluie structurile complexe capatate pe parcursul evolutiei de stramosii sai mai simpli: ochi compusi, membre cu perisori, doua tipuri de aripi. Cercetatorii descopera ca toate aceste structuri au radacini adanci. Aceleasi gene care le formeaza la calugarite apar – adesea indeplinind alte roluri – la vietati mai putin elaborate.

Foto: Rosamond Purcell

: Antrozous pallidus, fotografiat la Muzeul de Stat pentru stiintele Naturii din Carolina de Nord.
Aripa unui liliac este pur si simplu o mana cu o membrana subtire intinsa peste oasele alungite ale degetelor – rezultatul unei modificari la o singura gena a stramosului asemanator cu o cartita al liliacului. Acea infima modificare evolutiva i-a permis unui mamifer sa zboare.

Foto: Rosamond Purcell

: Pestele-fluture-cu-bot-lung
Vechile oase indeplinesc roluri noi, pe masura ce animalele s-au adaptat la noi medii. Cu circa 400 de milioane de ani in urma, asa-numitele gene Hox au devenit active in embrionii care se dezvoltau, transformand inotatoarele in niste prime membre. Un peste primitiv, ruda indepartata a unor specii moderne precum pestele-fluture, a evoluat intr-o creatura care putea sa mearga pe uscat. (La un moment dat, a devenit un peste cu degete primitive pe inotatoare.) Modificarea formei a continuat la animalele de uscat de mai tarziu.

Foto: Rosamond Purcell

: Ordinul: Coanoflagelatelor
Fragilele organisme care au realizat tranzitia de la creaturi unicelulare – microsacula si care filtrau apa si erau propulsati de filamente ondulante – la animale pluricelulare, cum ar fi buretii si alte nevertebrate marine nu au lasat nicio fosila, asa ca cercetatorii studiaza coanoflagelatele (ilustrate, cu particule rosii de hrana), probabil cele mai apropiate rude unicelulare in viata ale animalelor. Desi sunt celule solitare, coanoflagelatele s-au dovedit dotate cu gene care produc proteinele necesare vietii pluricelulare. Aceasta sugereaza ca stmamosii unicelulari ai tuturor animalelor erau echipati genetic pentru "animalitate", desi foloseau acel echipament in alte scopuri.

Foto: Rosamond Purcell

: Molusca
Aequipecten irradians, fotografiat in Laboratorul de Biologie Marina, Woods Hole.
"Ochii" albastri ai unei moluste, care capteaza lumina cu o suprafata ca o oglinda, si ochiul complex al oamenilor – au evoluat pornind de la acelasi dispozitiv de baza care capta lumina. Gene strans inrudite guverneaza primele stadii ale dezvoltarii la ambele tipuri de ochi, semn ca au un stramos comun. "Tipurile de ochi sunt atat de diverse, incat cercetatorii au crezut ca au aparut independent, in peste 40 de perioade diferite – spune biologul Todd Oakley. Dar este ca si cum ai redecora o casa: nu trebuie sa incepi de la zero. Pur si simplu modifici anumite elemente." Ce anume a permis aparitia acestor modificaria? "Duplicarea a fost o parte a acestui proces – spune el. Daca doua gene ajung sa faca aceeasi treaba, una dintre ele este libera sa incerce ceva nou."

Foto: Rosamond Purcell

: Ascidia
Celulele de ascidii produc pigmentii care coloreaza gulerasele din jurul orificiilor bucale si anale sau pot juca un rol in detectarea conditiilor de mediu si protejarea animalului impotriva soarelui. Cercetatorii cred ca celulele au evoluat acum sute de milioane de ani, inainte ca vertebratele si nevertebratele sa apuce pe drumuri diferite.
Ciona intestinalis, fotografiata in Laboratorul de Biologie Marina, Woods Hole.

Foto: Rosamond Purcell

: Crabul-potcoava
Limulus polyphemus, fotografiat in Laboratorul de Biologie Marina, Woods Hole.
Un crab-potcoava este ca un briceag elvetian, cu membre pentru mers, inotat, apucat, sfasiat si aparat. Totusi, acelasi stravechi ciorchine de gene Hox guverneaza dezvoltarea segmentelor corporale pentru toate artropodele. Tipul de membre pe care il dobandeste un anumit segment depinde de tipul de gene Hox care detin controlul in zona respectiva si de modul in care evolutia a remodelat parti initial nespecializate, pentru a raspunde unor cerinte noi.

Foto: Rosamond Purcell