Οι σπόγγοι στην κορυφή του δέντρου της εξέλιξης. Title for 'Earth's first animal' likely goes to sea sponges

Οι σπόγγοι είναι όπως όλα δείχνουν τα πρώτα ζώα που εμφανίστηκαν στη Γη. The first animal to appear on Earth was very likely the simple sea sponge.

Οι πρώτοι εκπρόσωποι του ζωικού βασιλείου, από τους οποίους κατάγονται και οι άνθρωποι, πιστεύεται εδώ και δεκαετίες ότι ήταν οι ταπεινοί σπόγγοι. Πρόσφατα παρουσιάστηκαν κάποιες μελέτες που αμφισβητούσαν την τοποθέτηση των σπόγγων στην κορυφή του εξελικτικού δέντρου. Ερευνητική ομάδα από το ΜΙΤ πραγματοποίησε μια νέα μελέτη τα ευρήματα της οποίας στηρίζουν την άποψη ότι οι σπόγγοι είναι τα αρχαιότερα ζώα της Γης.

Το δέντρο

This circular family tree of Earth's lifeforms is considered a first draft of the 3.5-billion-year history of how life evolved and diverged. Credit: opentreeoflife.org.

To δέντρο της ζωής στη Γη, όπως το σχεδιάζουν οι εξελικτικοί βιολόγοι, χωρίζει το βασίλειο των ζώων σε 35 ομάδες ή «φύλα». Το αρχαιότερο από τα φύλα αυτά πιστεύεται ότι είναι οι σπόγγοι, ζώα χωρίς νευρικό σύστημα που φιλτράρουν μικροσωματίδια τροφής από το νερό.

Στο εξελικτικό δέντρο οι ειδικοί μετά τους σπόγγους έχουν τοποθετήσει τα κτενοφόρα, μια ομάδα θαλάσσιων ζώων πιο περίπλοκα από τους σπόγγους. Δύο πρόσφατες μελέτες έδειξαν ότι το φύλο των κτενοφόρων ήταν προγενέστερο των σπόγγων. Όμως οι μελέτες αυτές αμφισβητήθηκαν έντονα από την επιστημονική κοινότητα και το ερώτημα παρέμενε.

Το μόριο «μάρτυρας»

Ερευνητές του ΜΙΤ εντόπισαν σε πετρώματα ηλικίας 640 εκ. ετών ένα σπάνιο μόριο, το 24-IPC (ισοπροπυλο-χοληστερόλη), το οποίο παράγεται από τους σπόγγους. Οι ερευνητές στη συνέχεια προσπάθησαν να εντοπίσουν το γονίδιο που ευθύνεται για την παραγωγή του συγκεκριμένου μορίου και να διαπιστώσουν ποιοι οργανισμοί διαθέτουν αυτό το γονίδιο και πότε έκανε την εμφάνιση του.

Η ανάλυση

See how MIT researchers found that sea sponges are likely to be Earth's first animal. Video: Melanie Gonick/MIT

Αναλύοντας τα γονίδια 30 διαφορετικών οργανισμών οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το επίμαχο γονίδιο είναι το «SMT» το οποίο μπορεί να κάνει έναν οργανισμό να παράγει το 24 IPC εάν υπάρχει ο ο απαραίτητος για την όλη διεργασία αριθμός αντιγράφων του γονιδίου.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τόσο τα σφουγγάρια όσο και κάποια είδη άλγης έχουν τον σωστό αριθμό αντιγράφων SMT για την παραγωγή 24 IPC, και μέσω περαιτέρω ανάλυσης διαπιστώθηκε ότι τα σφουγγάρια παρήγαγαν το μόριο πολύ πριν το κάνουν τα άλγη. Οι ερευνητές θεωρούν ότι το χρονικό σημείο που ξεκινά η παραγωγή του 24 IPC είναι ταυτόσημο με την ηλικία των πετρωμάτων. Με απλά λόγια ότι οι σπόγγοι υπήρχαν πριν από 640 εκ. έτη, είναι φυσικά τα αρχαιότερα ζώα της Γης και εμφανίστηκαν τουλάχιστον 100 εκ. έτη νωρίτερα από την περίοδο της λεγόμενης «έκρηξης της ζωής» που συνέβη κατά την Κάμβριο Περίοδο.

Όμως οι ερευνητές στο άρθρο τους που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «PNAS» αναφέρουν ότι η μελέτη τους μπορεί να δίνει κάποιες απαντήσεις αλλά δημιουργείται μια σειρά νέων ερωτημάτων. «Πως μπορεί να έμοιαζαν οι πρώτοι σπόγγοι; Ποιο ήταν το περιβάλλον εκείνη την εποχή; Γιατί υπάρχουν πολύ μεγάλα κενά στην παρουσία σχετικών απολιθωμάτων; Όπως φαίνεται δεν γνωρίζουμε ακόμη πολλά πράγματα για τις πρώτες μορφές ζωής στον πλανήτη και πρέπει να επικεντρώσουμε την προσοχή μας στα μοριακά απολιθώματα που υπάρχουν για να πάρουμε απαντήσεις» αναφέρουν οι ερευνητές.

Πηγή: David A. Gold et al. Sterol and genomic analyses validate the sponge biomarker hypothesis, Proceedings of the National Academy of Sciences (2016). DOI: 10.1073/pnas.1512614113