Hadí embrya se krátce po začátku vývoje vaječných druhů stáčejí do nápadné spirály. V raných stadiích přitom téměř vždy volí pravotočivý směr. Mezinárodní tým vedený Tetsutem Miyashitou z Canadian Museum of Nature nyní popsal mechanismus, který tento tvar pravděpodobně vytváří. Podle studie zveřejněné v časopise Current Biology roste podélná osa těla rychleji než trávicí soustava.
Vědci nejprve porovnávali snímky více než 900 embryí 39 druhů hadů a dalších beznohých šupinatých plazů. U embryí v prvních týdnech po nakladení vajec zaznamenali výraznou převahu pravotočivého stáčení. V této fázi ještě nemají dostatečně vyvinuté svaly, takže se do spirály nemohou aktivně dostávat pohybem. Tvar proto podle výzkumníků vzniká působením mechanických sil během růstu.
Trávicí trubice jako vnitřní úpon
Rozhodující informace přineslo počítačové tomografické zobrazování, tedy metoda, která z rentgenových snímků vytváří trojrozměrný obraz vnitřní stavby. Snímky odhalily, že trávicí trubice prochází středem stočeného těla v podobě sloupovité struktury. Její okolí spojují s vaječným žloutkem cévní výběžky.
Tělo embrya se při tvorbě dlouhého trupu a velkého počtu obratlů prodlužuje rychleji než střevo. Rozdíl v rychlosti růstu vytváří napětí: delší část těla se kolem pomaleji rostoucí trávicí soustavy začne vyboulovat, ohýbat a stáčet. Výzkumníci tento proces přirovnávají k popruhu, jehož jedna část se při prodlužování zvlní a překroutí. Jde o mechanický model podpořený pozorovanou anatomií, nikoli o přímý experiment, při kterém by vědci úpon záměrně odstranili nebo změnili.
Pravotočivý směr podle studie souvisí s polohou žloutku, který se nachází na levé straně embrya. Rostoucí tělo se od této překážky stáčí na opačnou stranu, což v rané fázi vede k převaze pravotočivé spirály. Mechanismus tak pomáhá vysvětlit nejen samotné stočení, ale i jeho pravidelnou orientaci napříč různými druhy.
Směr se během vývoje mění
Pravotočivost však není neměnnou vlastností embrya. Jak žloutek ubývá, embryo získává více prostoru a zároveň dozrává jeho svalstvo. Může se proto v zárodku aktivně pohybovat a měnit polohu. V pozdějších stadiích už jsou spirály volnější a jejich orientace méně pravidelná; část embryí zůstává stočená doprava, jiná se přetočí doleva.
Výsledek ukazuje, jak může výsledný tvar organismu vznikat kombinací geneticky řízeného růstu a fyzikálních omezení uvnitř vejce. U hadů je tento problém výrazný, protože jejich tělo se během vývoje prodlužuje více než u většiny ostatních obratlovců. Další výzkum bude muset ověřit, zda je popsaná trávicí struktura skutečnou příčinou stáčení, například experimentálním sledováním změn růstu těla a vnitřních orgánů.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.