FENOMENI TELA…

tamoiovde-logo

Zašto smo simetrični?

Kao i 99 odsto životinjskog sveta, ljudi su simetrični po jednoj vertikalnoj osi. Zašto je to tako?

Izuzimajući sitnice koje nas čine lepšim, svi imamo jednake leve i desne strane. Simetrični smo po tačno jednoj vertikalnoj osi. Takav tip simetrije se zove bilateralna simetrija, i tu osobinu delimo sa svim ostalim sisarima i većinom drugih životinja. Po prihvaćenim procenama, preko 99% životinjskih vrsta je bilateralno simetrično. Ako se pitate zašto – pa, postavljate jako dobro pitanje.

images-2015-12-zasto_su_ljudi_simetricni_aps_591600086Bilateralna simetrija je, po današnjim evolucionim saznanjima, vrlo stara osobina. Ona potiče najkasnije iz kambrijuma, perioda u istoriji Zemlje koji se završio pre više od 500 milijardi godina.

Bilateralnost se, dakle, razvija zajedno sa, ili čak i pre, „kambrijumske eksplozije“, vremena naglog razvoja kompleksnih organizama. Slagalicu njene pojave je jako teško sklopiti, ali neki bitni delovi jesu poznati.

Kimbrela

Ako pratimo poznate fosilne nalaze, najstariju jedinku sa jednakom levom i desnom stranom naći ćemo na istočnom kraku superkontinenta Gondvane, na teritoriji današnje Australije, pre 555 miliona godina. Ta životinja se zove kimberela (Kimberella).

Za nosioca laskave titule najstarije poznate bilateralne životinje, kimberela nije posebno naočita. Ovalnim telom dužine 15 centimetara nalik na mekušce kojima po današnjim saznanjima pripada, u zavisnosti od podvrste, kretala se istezanjem preko morskog tla prastare Zemlje. Hranila se tako što je „pasla“ mikroorganizme sa morskog dna.

Za razliku od nje, kimberelini savremenici većinom nisu bilateralno simetrični. Neki, poput meduze, radijalno su simetrični, što znači da se kroz njih može povući više vertikalnih ravni koje bi ih delile na dva jednaka dela. Drugi su poptuno asimetrični – recimo sunđeri. Međutim, iako i meduze i sunđeri postoje i danas, njihova telesna struktura nije dominantna među današnjim životinjama. Kimberelina jeste.

Naravno, kimberela verovatno nije baš najstarija bilateralna životinja, samo najstariji otkriveni fosil. Zato biolozi ponekad pričaju o „ur-bilateralnoj životinji“, kimberelinom (i našem) teorijskom pretku i izumitelju ove telesne konfiguracije. Ur-bilateralac je očigledno uradio nešto kako treba – ali šta?

Kretanje i okretanje

Postoji konsenzus da simetričnost pomaže kretanju: ako je telo simetrično, ono omogućava lakše prevazilaženje otpora vode (sasvim je sigurno da se kretanje prvo pojavilo u moru). Međutim, ova simetričnost nije obavezno bilateralna – i meduze imaju relevantno rešenje ovog problema. Drugim rečima, za potrebe kretanja evolucija nije mnogo izbirljiva po pitanju tipa simetrije. Tu u igru ulazi jedno skorašnje istraživanje dvojice naučnika iz Budimpešte.

Oni tvrde da je bitna evolutivna prednost mogućnost brzog okretanja: ona omogućuje bolju navigaciju, lakše izbegavanje opasnosti, uspešniji lov.

Bilateralno simetrične životinje mogu brzo manipulisati ukupnim otporom vode time što okreću svoju stranu sa većom površinom u smeru kretanja. Takvim postupkom se naglo zaustavljaju i omogućuju hitro okretanje. Po ovim istraživačima, ovo predstavlja ogromnu evolutivnu prednost bilateralne i nad radijalnom simetrijom i nad asimetričnim organizmima, i može predstavljati istorijski uzrok njene današnje sveprisutnosti.

Treba imati u vidu da je ovim istraživačima relevantni ekološki okvir kambrijum. Drugim rečima, naravno da ne treba očekivati da je moguće primeniti ovaj argument na ljudsku morfologiju. Međutim, ako iole drži vodu, argument mora raditi na primeru kimberele.

Naravno, bilo kakav „dokaz“ ovakvih evolutivnih prednosti kod životinja kao što je kimberela je nemoguće ponuditi u evolucionoj biologiji. Nemamo dovoljno uvida u tadašnje ekološke okvire. Kimberela nam svojim zatezanjem i istezanjem može delovati isuviše tromo da bi joj brzo okretanje bila bitna evolutivna prednost, ali ovakve intuicije ne mogu zameniti prave evolucione argumente. Međutim, postoje takvi „pravi“ evolucioni argumenti koji dovode ovu sliku u pitanje.

Gledanje i varenje

Jedan problem sa okretanjem kao evolutivnim pokretačem bilateralne simetrije je činjenica da nije poznato da li se bilateralnost uopšte prvo pojavila kod pokretnih organizama. Skorašnja filogenetska istraživanja, u kojima se ispituju genetske strukture različitih vrsta u potrazi za zajedničkim precima, ukazuju da se bilateralnost prvi put pojavila kod organizma koji se nije kretao, već je bio „prilepljen“ za morsko dno. Danas možemo primetiti direktne naslednike ovog nepokretnog ur-bilateralca među bilateralnim žarnjacima, koji su najčešće nepokretni.

Ako je ovo istraživanje tačno, onda možda postoje bitnije prednosti bilateralne simetrije nego prilikom kretanja i okretanja. Jedna pretpostavka je da je ova simetrija omogućila razvoj digestivnog trakta, kao i prvih čulnih sistema (preteča oka). „Spoljna“ simetrija je onda samo posledica potreba unutrašnjih organa.

S obzirom na to da ne znamo skoro ništa o ur-bilateralnoj životinji, teško da se danas možemo odlučiti za jednu od ovih teorija. Međutim, prave se veliki koraci u tom pravcu. Biologija odavno ne zavisi od senzacionalnih otkrića novih fosilnih ostataka. Pažljivim istraživanjem genetskih struktura, naslednosti i odlika organizama za koje se pretpostavlja da relevantno liče na pretpostavljene bilateralne pretke može se stvoriti uverljiva slika pojave bilateralnosti. Za tako nešto biće potrebno vreme.

U međuvremenu, može nas moriti drugo pitanje: kako god da je došlo do pojave i širenja ove simetričnosti, kako je ona opstala tako dugo, i postala tako sveprisutna? Drugim rečima, čak i kada bi znali kako je do nje došlo, kako to da smo čak i mi bilateralno simetrični?

Telesni planovi i evolutivni pritisci

Evolucija se najčešće razume kao proces, ili čak sila, koja deluje na osobine jedinki i populacija. „Osobina“ ovde može značiti svašta – od telesne simetričnosti do dužine ušiju ili obima nozdrve. Neke osobine su ključne za preživljavanje jedinke, dok su druge samo posledica prirode „sklapanja“ proteina na osnovu genetskog koda. Sve one se nasleđuju i tokom nasleđivanja mutiraju. Naravno, one osobine koje su ključne za preživljavanje omogućiće (u proseku!) jedinkama koje ih poseduju da preživljavaju do perioda kada su zrele za razmnožavanje.

Razmnožavanjem dolazi do nasleđivanja i širenja te osobine, često i do tzv. fiksacije, odnosno momenta kada neka osobina postaje prisutna u svakoj jedinki određene populacije.
Pojava i razvoj osobina ograničena je na najrazličitije načine, između ostalog, drugim osobinama, kao i prisutnim evolutivnim pritiscima. Drugim rečima, razvoj osobina zavisi i od toga koje osobine je moguće razviti. Ovaj kratki prikaz evolutivnih procesa služi da ilustruje ograničavajuću prirodu osobine kao što je bilateralna simetričnost.

Bilo da je ur-bilateralac bio pokretan nalik na Kimberelu ili stacionaran nalik na neke današnje žarnjake, određeni, za sada nepoznati, evolutivni činioci favorizovali su takav tip simetrije. Međutim, jednom kada je takav tzv. telesni plan došao u stadijum fiksacije, on je prirodno počeo da diktira razvoj drugih osobina.
Čulni sistem, varenje, lokomocija, kasnije različiti nervni sistemi – svi oni zavise od simetričnosti jedinke u kojoj se razvijaju, i razvijaju se u odnosu na nju. Simetričnost nije samo osobina u fiksaciji, ona je fundamentalna.

Skorašnja istraživanja na vinskim mušicama (Drosophila), tradicionalnim laboratorijskim kunićima evolucione biologije, pokazala su da je bezmalo nemoguće uticati na njihovu simetričnost.
Ovo je važno zato što se u eksperimentalnim uslovima može uticati na svakakve osobine ovih mušica: njihov kratki životni vek i veliki broj potomaka koji ostavljaju idealni su za ispitivanje evolutivnih promena. Međutim, simetrija se pokazala neprobojnom u slučaju osobina kao što su veličina očiju, kao i način savijanja krila.

Ako se ovaj pokazatelj „prevede“ na primer kimberele, ili na hipotetičkog ur-bilateralca, to nas navodi na zaključak da se simetričnost prosto vrlo rano ustalila kao osnova telesnog plana ogromnog broja životinja. Nakon što su se desili prvi bitni evolutivni proboji u okviru bilateralne simetrije, evolucija nije imala drugde nego da deluje u okviru ovog novog strukturalnog ograničenja. Sudeći po diverzitetu životinjskog sveta na našoj planeti, ona sa time nije imala problema.

Ako se pitamo zašto smo mi, zajedno sa 99 odsto životinjskog sveta, simetrični po jednoj horizontalnoj osi, odgovor je najverovatnije zato što je bilateralna simetrija tako stara i tako fundamentalna osobina. Ako se pitamo odakle ona tu isprva, kako se razvila i proširila – na to pitanje ćemo morati da čekamo još dugo. Ako je sudeći po nedostacima u fosilnim nalazima, možda nikada nećemo biti baš sasvim sigurni.

AUTOR: Nikola Zdravković za Elementarijum
Izvor: nationalgeographic.rs/Elementarijum

_______________________________________________________________________________

Advertisements

Ostavite odgovor

Popunite detalje ispod ili pritisnite na ikonicu da biste se prijavili:

WordPress.com logo

Komentarišet koristeći svoj WordPress.com nalog. Odjavite se / Promeni )

Slika na Tviteru

Komentarišet koristeći svoj Twitter nalog. Odjavite se / Promeni )

Fejsbukova fotografija

Komentarišet koristeći svoj Facebook nalog. Odjavite se / Promeni )

Google+ photo

Komentarišet koristeći svoj Google+ nalog. Odjavite se / Promeni )

Povezivanje sa %s