Bepillantás a legősibb ismert embriókba

A jelenleg ismert legidősebb embriófosszíliákkal kapcsolatos új eredményekről számolt be egy nemzetközi kutatócsoport. Az ősi embriókban olyan sejteket is találtak, amelyek éppen osztódni készültek. A ritka lelet elemzése segít a többsejtű állatok megjelenési körüli vita eldöntésében.

Shuhai Xiao (Virginia Tech, USA) és munkatársai évek óta kutatják a Doushantuo Formáció nevű, Dél-Kínában található kőzetrétegek titkait. Ők ismertették 1998-ban az itt felfedezett állati embriófosszíliákat a Nature hasábjain.

Amerikai, angol, svéd, ausztrál és kínai kutatók az elmúlt években arra keresték a választ, hogy sejteken belüli vagy sejtek közötti szerkezetek is megmaradhattak-e a kivételes megtartású, 550 millió éves embriókban.

Az embriókról igen részletes képet adó komputer tomográffal (mikro CT), pásztázó elektronmikroszkóppal és ún. transzmissziós elektronmikroszkóppal is készítettek felvételeket, amelyeket aztán speciális képfeldolgozó eljárással elemeztek, digitálisan "kiemelve" az egyes sejteket az embriókból. Az eljárás segítségével a biológiai eredetű szerkezeteket és mintákat el tudták különíteni a szervetlen eredetű nyomoktól, és az egyes sejtek belsejébe is "behatolhattak". A kutatók számára is megdöbbentő élmény volt látni, hogy ennyire finom biológiai struktúrák is megmaradtak egy ilyen idős geológiai képződményben - írja a BBC.

A Science-ben publikált új eredmények 162 embrió vizsgálatán alapulnak. A sejtekben néhány vese alakú képződményt találtak, amelyek a kutatók szerint sejtmagok, esetleg más sejtalkotók lehetnek. Néhány négysejtes embrió minden sejtjében két ilyen vese alakú szerkezet mutatkozott. Lehetséges, hogy itt éppen a sejtosztódás során végbemenő hasadási folyamat "fagyott bele" a kőzetbe (amikor a sejtmag már megkettőződött, de a sejt még nem vált szét két utódsejtre). A négysejtes embriókban lévő páros szerkezetek mérete, alakja és elhelyezkedés ugyanis nagyon hasonlít a mai állatok embrióiban látható osztódott sejtmagokhoz.

A kutatók aszinkron sejtosztódással is találkoztak, amikor például a szervezet 32 helyett csak 31 sejtből állt. Meglepő módon a vizsgált példányok között minden negyedik rendhagyó sejtszámot mutatott. Mivel a mintákat nagyon gondosan válogatták, kizárható annak valószínűsége, hogy a sejthiány utólagos kémiai mállás miatt lépett volna fel. A kutatók szerint az egyenlőtlen sejtosztódás azt bizonyíthatja, hogy a differenciált sejtosztódás kifinomult mechanizmusai már 551 millió éve is jelen voltak a Földön.

Néhány embrióban feltehetően olyan sejtmagokat (zöld) találtak, amelyek a sejten belül már megkettőzödtek, de a sejt osztódása már nem következett be (részletesen lásd a szövegben)

A cikk másik fontos következtetése, hogy ezek az embriók mégsem fejlett állatcsoportok, például kétoldali szimmetriával rendelkező állatok maradványait képviselik, mint ezt korábban feltételezték. Ez utóbbi azt sugallta volna, hogy a komplex soksejtű állatok már jóval az 542 millió évvel ezelőtt bekövetkezett ún. "kambriumi robbanás" előtt megjelentek. E valóban robbanásszerű evolúciós időszakban az élővilág sokszínűsége (diverzitása) jelentősen megváltozott, számos ma is élő állatcsoport jelent meg viszonylag rövid idő alatt. A kutatók egy része szerint a kambriumi robbanás jelezte a modern állatvilág felemelkedését: bár egyes állatcsoportok már korábban megjelentek, evolúciójuk ezen a ponton felgyorsult. Mások viszont úgy vélik, hogy már jóval korábban is komplex állatok éltek, és a kambriumi robbanás csak egy olyan időszakot jelez, amikor valami miatt kivételesen jó megtartású ősmaradványok őrződtek meg nagy számban.

Az újabb adatok alapján a kínai embriók viszonylag egyszerű formákat képviselnek, amelyek a szivacsok őseinek rokonságába tartozhattak. Még a közel ezer sejtből álló, legkifejlettebb embrióknál sem tudták kimutatni szövetrétegek képződését. Furcsa viszont, hogy a kőzetből kivonható, megszámlálhatatlan mennyiségű embrió ellenére ezeknek az állatoknak a későbbi kifejlődési állapotai nagyon ritkán fosszilizálódtak a kínai lelőhelyen.