Ny teori: Vi nedstammer fra svampelarver

Ny teori: Vi nedstammer fra svampelarver

Svampe er de mest primitive flercellede dyr, men det synes umuligt at forklare den videre evolution fra voksne svampe til højere dyr. En ny teori kan løse gåden.

Den mest afgørende begivenhed i livets udvikling skete for 700 millioner år siden. Før den tid levede der kun encellede organismer i havene, men i løbet af de næste millioner år opstod de første komplekse dyr med mund, tarm, gat og sanseorganer. Hvordan gik det til?

En ny teori går ud på, at de første flercellede dyr opstod ud fra svampelarver, som har mange træk til fælles med mere avancerede dyr.

De tidligste dyr manglede skelet og efterlod ingen fossiler, så derfor har molekylærbiologer søgt at løse gåden om dyrenes oprindelse via genetiske slægtskabsanalyser mellem primitive dyr. Her kommer havsvampene ud ved roden af udviklingstræet som den mest primitive dyregruppe, men det skaber et problem:

De voksne svampe synes på ingen måde at være egnet som forfædre til højere dyr og mennesker. For svampe er kun en løst forbundet samling af celler omkring vandkanaler, og de har ingen af de væv og organer, som findes i højere dyr. Derfor placeres svampe ofte på udviklingstræet som en tidlig sidegren, der endte blindt.

»Genetiske analyser kan ikke stå alene; det svarer til at prøve på at forstå løvtræer ved kun at studere deres nøgne grene om vinteren. Et andet problem er, at mange molekylærbiologer dårligt nok kender dyrene og ikke tager højde for det vigtigste. Nemlig at forklare, hvordan de første flercellede dyr bar sig ad med at æde og formere sig,« siger professor emeritus Claus Nielsen fra Statens Naturhistoriske Museum ved Københavns Universitet.

Claus Nielsen er marinbiolog med bred baggrund i zoologi, funktionel anatomi og embryologi. Det giver ham en anderledes vinkel på tingene.

»I modsætning til voksne svampe, der vokser på havbunden, har fritsvømmende svampelarver mange af de træk, som må have kendetegnet de første højere dyr. Derfor mener jeg, at de højere dyr opstod ud fra svampelarver, som blev i stand til at æde og formere sig i vandet, så de kunne kvitte det normale voksenstadium,« siger Claus Nielsen.

Roden på dyrenes udviklingstræ

Med det udgangspunkt har han udviklet en teori om dyrenes oprindelse, og nye genetiske slægtskabsanalyser udført af den amerikanske molekylærbiolog Kevin Peterson fra Dartmouth College i New Hampshire tyder på, at Nielsen er på rette spor. Analyserne udpeger svampe som roden på dyrenes udviklingstræ.

Dyrenes nærmeste encellede slægtninge er kraveflagellater, som især er tæt beslægtede med havsvampene; svampenes kraveceller ligner flagellaterne til forveksling. Kraveflagellater danner kugleformede kolonier, hvor cellerne ikke kan indtage føde og dele sig på samme tid.

Ifølge den nye teori bestod det første evolutionære kvantespring i, at de encellede flagellater blev i stand til at udveksle næringsstoffer, så celler inde i kolonien kunne dele sig, mens cellerne på overfladen skaffede føden til hele organismen. En sådan arbejdsdeling karakteriserer alle flercellede dyr, og den banede vej for større og mere effektive organismer som havsvampene.

I svampe sker fordøjelsen inde i cellerne. Fordøjelse af større partikler kræver imidlertid et lukket hulrum mellem cellerne, hvor enzymer kan nedbryde føden uden at sive væk. Alle dyr fra polypdyr og opefter har en sådan tarm, men svampe kan ikke holde tæt.

Larverne fra en bestemt svampegruppe, Homoseleromorpha, har større ligheder med de højere dyr. Deres celler hæfter sig bedre sammen end de andre voksne svampes, og de laver indbugtninger i overfladen. Indbugtningerne kan have skabt et indre hulrum, som blev omsluttet af et tæt forseglet cellelag - en urtarm.

Normalt lever svampelarverne kun nogle dage i vandet, mens de fortærer en blommemasse, hvorpå de sætter sig fast på havbunden. Men med urtarmen blev det muligt at indtage føde i larvestadiet, og så manglede larverne blot evnen til at formere sig, før de kunne kvitte det normale voksenstadium.

»Vi ved, at både voksne ribbegopler og deres nyklækkede larver er kønsmodne. Larverne danner nogle ganske få æg og sædceller, som gydes og befrugtes. Noget tilsvarende kan være sket for urtidens svampelarver«, siger Claus Nielsen.

Vejen til højere dyr

Svampelarverne var nu blevet til stamformen til de højere dyr med en urmund og en urtarm, og vejen var banet for de næste skridt. Først har stamformen sandsynligvis udviklet et nervesystem, som kendes fra polypdyr og opefter.

Nervesystemet var et kæmpe spring fremad, fordi dyrene blev i stand til at reagere mere koordineret på deres omgivelser. Derefter har dyrene udviklet et nyt cellelag mellem de ydre celler og det tætte cellelag omkring urtarmen. I højere dyr dannes muskler, kredsløb og andre indre organer ud fra denne mesoderm.

På et tidspunkt er stamformen sandsynligvis begyndt at krybe på havbunden og samle føde. Her har det været en fordel at etablere en kryberetning, hvilket blev det første skridt hen imod at udvikle en bilateral symmetri med en hoved-hale-akse, hvor sanseorganerne er koncentreret i dyrets forende; i en hjerne. Alle dyr fra snegle og børsteorme og opefter har en bilateral symmetri.

Det sidste trin på vejen imod højere dyr har været en omformning af urmunden til en aflang åbning, som med tiden blev lukket på midten, så der blev dannet en rørformet kanal mellem mund og gat.

»Udviklingen af en envejstarm, hvor føden kommer ind i den ene ende og affaldsstofferne ud i den anden har forbedret både fødeindtaget og fordøjelsen. Svampelarvernes efterkommere havde dermed udviklet alle de egenskaber, som kendetegner de højere dyr«, siger Claus Nielsen.

Jagten på beviser

Selv om den nye teori underbygges af Kevin Petersons genetiske slægtskabstræer, er der ikke tale om et endeligt bevis, fordi enkelte andre slægtskabsanalyser peger på andre dyregrupper end svampe som udviklingstræets rod. Vejen frem er genetiske slægtskabsanalyser, som omfatter repræsentanter for alle de primitive dyregrupper - helst flere arter fra hver gruppe - som evolutionært ligger mellem havsvampene og de bilaterale dyr.

»De genetiske slægtskabstræer skal så kombineres med morfologiske undersøgelser, som beskriver, hvordan dyrene så ud, og hvordan de fungerede. Samtidig bør man kunne vise, hvilke fordele ethvert nyt evolutionært trin gav dyrene«, siger Claus Nielsen.

Er vi højt udviklede svampelarver? I givet fald kan vi takke historiens første teenageoprør for vore fortrinlige hjerner, øjne, sanser, maver, organer, tarme og lemmer.

Kommentarer (9)

Vi er evige overgangsvæsener, altid på vej, fra igår til imorgen, forgængere til efterkommere, og efterkommere af forgængere, det er en urokkelig detalje ved Vor evige skæbne.
Kødædende planter og svampe befinder sig i udgangen af planteriget, og gopplerne er i indgangen til dyreriget, de har det grundlæggende tilfælles at de er kønnede og udvikler 'mave'.
Så det bliver spændende om Vi er i samme udviklingsbane som de kødædende svampe eller de kødædende planter.

  • 0
  • 0

Spændende hvor udviklingen fører os hen, vi bliver bedre og bedre til at udnytte vores hjerne og tænker mere klart, bare tænk på hvad der et sket inden for de sidste 100 år: Færre krige, aldrig har folk været så kærlige over for med mennesket, ingen vold, drab, ligegyldighed, selviskhed osv. Sygdomme er ved at forsvinde. Og så ikke mindst: Levealderen bliver længere og længere og det er ikke fordi at lægerne kan holde for tidligt fødte børn i live og kan holde en 90 årig grøndtsag i live 3 år mere på medicin, nej der er denne fantastiske udvikling der er årsag til det!

  • 0
  • 0