14110 Hřebenovky nejsou jen krásné - jsou biologické zázraky Rocio González
[ Ezoterika ] 2026-09-28
Hřebenovky pomáhají odpovídat na základní otázky v biologii, od původu nejstarších nervových systémů až po fungování bioluminiscence...
Asi před 700 miliony let se od ostatních živočichů oddělila skupina organismů připomínajících svítící, želatinové shluky, které pravděpodobně vytvořily nejstarší rozvětvenou živočišnou linii. Téměř 200 druhů hřebenovitých medúz (ctenoforů) nyní obývá širokou škálu prostředí, od chladných hlubin oceánu až po teplé pobřežní vody. Jejich fascinace nespočívá jen v jejich odolnosti nebo duhovosti, ale také v jejich DNA. V posledním desetiletí hřebenovité medúzy pomohli odpovědět na dlouhodobé otázky v základní biologii, od vývoje raných nervových systémů až po původ podmanivého fenoménu bioluminiscence. Přístup k blízce příbuzným druhům v tak rozmanitých prostředích „nám umožňuje klást si otázky o vývoji určitých vlastností“, jako je adaptace na vysoký tlak nebo geny citlivé na světlo, říká Steven Haddock, mořský biolog z Výzkumného ústavu akvária Monterey Bay, který studuje hřebenovité medúzy. „To je jeden z důvodů, proč s hřebenovitými medúzami pracujeme,“ řekl Pawel Burkhardt, evoluční biolog z Univerzity v Bergenu, který studuje původ a vývoj neuronů a nervových systémů. „Je velmi vzrušující je studovat a také se jedná o extrémně krásné organismy.“
Vědci se více než století domnívali, že houby (Porifera) byly prvními, které tvořily sesterskou skupinu ke všem ostatním živočichům. V posledních dvou desetiletích se však objevily důkazy o tom, že hřebenovky vznikly dříve. V roce 2023 - po letech dohadů mezi laboratořemi o tom, která skupina vznikla dříve, jak to vyjádřil Burkhardt - přelomová studie organizace chromozomů odhalila, že sesterskou skupinou jsou hřebenovky, nikoli houby, ačkoli tato otázka dosud nebyla definitivně vyřešena.
O to překvapivější je, že houby postrádají svaly a nervové buňky, zatímco hřebenovky svaly mají a vykazují známky jednoduchého nervového systému. „Když přemýšlíte o nejranějším větvení živočišné linie, očekávali byste menší složitost,“ řekl Burkhardt. „To mění mnoho předpokladů o tom, jak mohl vypadat úplně první živočich.“ Čím více vědci studují hřebenovky, tím složitější se zdají a tím více se dozvídáme o původu živočišného života. U některých druhů bylo nedávno pozorováno, že obrací svůj vývoj z dospělého do larválního stádia. Jiné mají speciální lipidy, které jim pomáhají odolávat extrémním tlakům hlubokého moře. Poskytují vodítka o vývoji stále složitějších tvarů těla. „Je opravdu důležité studovat organismy, které se nám mohou zdát zvláštní, protože nás mohou hodně naučit o fyzikálních, chemických a biologických principech života, které pak můžeme aplikovat na sebe,“ řekl Itay Budin, biofyzik, který studuje buněčné membrány na Kalifornské univerzitě v San Diegu: „Jsme s hřebenovkou stejně vzdáleně příbuzní, jako je hřebenovka s medúzou.“ Hřebenovky jsou starověcí mořští predátoři, jejichž chlupaté výběžky, zvané řasinky, lámou světlo při plavání, což jim dodává duhový třpyt. Jsou to největší známá zvířata, která používají řasinky k pohybu a chytají kořist pomocí lepkavých buněk zvaných koloblasty, když se pohybují vodou.
Laboratoř mořské biologie Grass Lab
Burkhardtova laboratoř pomocí volumetrické elektronové mikroskopie identifikovala u Mnemiopsis leidyi 17 unikátních buněčných typů v centrální struktuře známé jako aborální orgán (jedenáct dříve neznámých). Tyto buňky umožňují hřebenovkám vnímat světlo, tlak a gravitaci. Aborální orgán je úzce spjat se sítí srostlých neuronů, které tvoří nervový systém. „Jedna teorie o původu prvních mozků naznačuje, že vyšší koncentrace neuronů na určitém místě poskytuje základ pro vývoj mozku,“ říká Burkhardt. Výsledky výzkumu byly publikovány v časopise Science Advances v březnu 2026. Alexandre Jan, Michael Sars Centre/University of Bergen
Nervový systém je obvykle definován jako síť neuronů, které komunikují prostřednictvím synapsí. Burkhardtova laboratoř však u hřebenovitých medúz objevila něco jedinečného: Pod vnějším povrchem zvířete se nachází neuronová síť (růžová mřížka v této 3D rekonstrukci), jejíž neurony jsou propojeny souvislou cytoplazmou - ale bez synapsí mezi nimi. „Nemyslím si, že by nějaké jiné zvíře mělo takový nervový systém,“ řekl Burkhardt. Vzhledem k tomu, že hřebenovité medúzy patří k nejstarším větvím zvířecího stromu, toto zjištění naznačuje, že evoluce mohla vytvořit nervový systém dvakrát: u hřebenovitých medúz a samostatně u medúz a všech ostatních živočichů.
Regulace genomu je zásadní pro určení, kdy a kde se geny zapínají a vypínají. V delších genomových oblastech se však tento proces stává složitějším a vyžaduje, aby se DNA a proteiny svinovaly do smyček. Vědci se domnívají, že to bylo pro mnohobuněčné organismy klíčové k vývoji specializovaných buněk, aniž by musely vytvářet nové geny. „Tyto smyčky jsou klíčové pro specializaci buněčných typů a konstrukci složitých tkání,“ říká Arnau Sebé-Pedrós, evoluční biolog z Centra pro regulaci genomu v Barceloně. Hřebenovitý medúzový *M. leidyi* má ve svém genomu více než 4 000 smyček, které obsahují pouze 100 milionů párů bází (ve srovnání s 3 miliardami v lidském genomu). To naznačuje, že smyčková DNA se mohla vyvinout o 150 milionů let dříve, než se dříve myslelo.
Mnoho mořských organismů dokáže zářit bioluminiscencí. Hřebenovky, které patří mezi nejvzdálenější příbuzné jiných světélkujících mnohobuněčných organismů, ve svém genomu ukrývají vodítka o tom, jak a proč se tato schopnost vyvinula. Haddockův tým zjistil, že některé druhy hřebenovek, které nesvítí, postrádají geny, které by pravděpodobně podporovaly syntézu sloučeniny emitující světlo zvané coelenterazin. Následné studie identifikovaly kompletní gen v bioluminiscenčních hřebenovkách. „Je to nejhojnější molekula emitující světlo v oceánu,“ řekl Haddock. Nachází se u copepodů, krevet, olihní, měkkýšů a dalších organismů. „Je těžké vysvětlit, jak tyto vlastnosti vznikly nezávisle na sobě ve stromu života,“ řekl Haddock. „Možná používají nějaký druh prekurzorového genu, který všichni vlastní, a poté ho modifikují pro jiný účel.“
S. Haddock/MBARI/Webové stránky o bioluminiscenci
Když se počet hřebenovitých medúz druhu *M. leidyi* v laboratorní nádrži během měsíce snížil z deseti na devět a jednu larvu, vědci byli ohromeni. V roce 2024 byly hřebenovité medúzy objeveny jako třetí skupina živočichů se schopností zvrátit svůj vývoj - podobně jako Benjamin Button. Zařadily se tak po bok „nesmrtelných medúz“ *Turritopsis dohrnii* a tasemnice *Echinococcus granulosus*. Opačný vývoj byl spuštěn dlouhodobým hladověním a zraněními. „Jsou extrémně přizpůsobivé, a proto mohou přežít velmi dlouhou dobu bez potravy,“ vysvětlila Burkhardtová. „Mohou růst a zmenšovat se, což naznačuje, že i úplně první živočichové mohli mít tuto flexibilitu.“ Joan J. Soto-Angel
Lipidy jsou kuželovité molekuly, které tvoří všechny buněčné membrány. Na rozdíl od většiny lipidů má speciální typ zvaný plazmalogen pouze jednu molekulu kyslíku místo obvyklých dvou. Nachází se v lidském mozku a také v hlubokomořských hřebenovitých želé. Jeho flexibilita umožňuje hřebenovitým želé odolávat extrémnímu hydrostatickému tlaku. Když byla hřebenovitá želé *Bathocyroe aff. fosteri* vynesena na povrch a zbavena tlaku, plazmalogeny se rozšířily (uprostřed), buněčné membrány se rozštěpily a hřebenovitá želé se rozpadla. „Zkoumali jsme tuto otázku, která je velmi zásadní pro život v hlubokém moři,“ řekl Budin, „ale týká se biomolekuly, která má také velký význam pro naše tělo a naše zdraví.“ Nedostatek plazmalogenů v lidském mozku může souviset s neurodegenerativními onemocněními, jako je demence, dodal Budin. Tyto lipidy by mohly pomoci buněčným membránám splynout a oddělit se dostatečně rychle, aby se neurony mohly aktivovat. Jacob Winnikoff
Dva druhy hřebenovitých rosolovitých ryb, které studovali Budin a kolegové, ilustrují pozoruhodnou rozmanitost a složitost těchto živočichů. Bathocyroe“ znamená „vládce hlubin“ a tento druh se vyskytuje v hloubkách od 200 do více než 3 000 metrů. Červená pigmentace v žaludku zvířete pravděpodobně blokuje světlo vyzařované při požití bioluminiscenčních organismů, čímž brání kořisti v odhalení své polohy jiným predátorům. Mělkovodní hřebenovitý rybník *Leucothea pulchra* je pojmenován po řecké bohyni mořské pěny. Tento druh se zřídka vyskytuje hlouběji než 20 metrů. Jeho oranžové uzlíky jsou chápavé, lepkavé a používají se k lovu kořisti. Jacob Winnikoff
Během embryonálního vývoje se buňky uspořádávají do specifických morfologií založených na blastoporu - prohlubni, která se nakonec stane vylučovacím otvorem, nebo ústy. Stejný vývojový proces se vyskytuje i u embryí hřebenovitých rosolovitých rostlin Bilateria, velké skupiny zvířat s naší bilaterální symetrií. To naznačuje, že organizér blastoporu - který transformuje jednoduchý shluk buněk na komplexní, mnohobuněčné embryo - je napříč druhy konzervován. „Pochopení původu tohoto organizéru nám říká, které části našeho vývoje jsou původní a robustní a které se objevily teprve nedávno,“ říká Andreas Hejnol, evoluční biolog z Univerzity Friedricha Schillera v Jeně. Lidská embrya používají stejné signální dráhy, které Hejnol a jeho kolegové objevili u hřebenovitých rosolovitých rostlin. Lisa-Marie Barf
C. veneris se pohybuje ve vodním sloupci pomocí řasinek a svalových vln a loví veslonôžky a různé druhy larev. Uprostřed jeho dlouhého těla se nachází jeho „centrum řízení letu“, které obsahuje žaludek, důležité neuronové sítě a primární smyslové orgány. Své životně důležité orgány chrání před zraněním tím, že se kroutí kolem sebe. Alexander Semenov/Aquatilis Expedition.
