Ryby, přesněji rybovití obratlovci, jsou skupinou, jejíž dnešní zástupci mají podstatně pestřejší evoluční původ než nám běžně známé druhy jako kapr, pstruh nebo tuňák.

Kromě pravých kostnatých ryb existují v současnosti i méně známé skupiny takzvaných bazálních ryb. Právě s jejich zástupci pracoval tým doktora Černého, který se věnuje výzkumu evoluce a vývojových mechanismů hlavy obratlovců.

„V akváriích katedry zoologie už několik let množíme africké bichiry,“ představil Černý. „A v této studii jsme dále využívali evropské jesetery a americké kostlíny, tedy zástupce všech tří linií bazálních paprskoploutvých ryb.“

Našli „zaniklé“ předústní střevo

Získání kostlínů, kteří mají domov na americkém kontinentu, bylo možné jen díky spolupráci Adriany Osorio-Pérem a Lenina Arias-Rodrigueze z univerzity ve Villahermose v mexickém státě Tabasco, kde první autor studie Martin Minařík z Přírodovědecké fakulty UK strávil tři měsíce zkoumáním raných embryí.

Jeseteří embrya studovali pražští zoologové díky spolupráci s kolegy z Fakulty rybářství a ochrany vod českobudějovické Jihočeské univerzity ve Vodňanech Martinem Pšeničkou a Davidem Gelou.

„Objevili jsme, že v embryonálním vývoji těchto rybovitých obratlovců se vyskytuje struktura, které se říká předústní střevo. Tato charakteristika se očekávala u praobratlovců, nikdy se však u žádného z žijících obratlovců nenašla. Ztratili ji prakticky všichni, a to jak ti primitivnější (bezčelistní, paryby), tak všichni vývojově pokročilejší (kostnaté ryby, čtvernožci),” vysvětlil Minařík.

Hlavní autor studie Robert Černý

Hlavní autor studie Robert Černý

FOTO: Přírodovědecká fakulta UK

„Tato struktura jasně ukazuje na takzvaný premandibulární segment v hlavě obratlovců, o kterém mluvili staří morfologové před více než 100 lety. Přinejmenším posledních 50 let se však má za to, že tato struktura neexistuje,” doplnil Černý.

V jistém smyslu se tak ukazuje, že dané skupiny rybovitých obratlovců jsou v tomto znaku archaičtější než dnes žijící nejprimitivnější obratlovci: sliznatky a mihule.

Jen v embryonální fázi

Objev předústního střeva je však zajímavý nejen z hlediska evoluce celé skupiny, ale také z hlediska vývojové biologie. Povrch těla obratlovců by měl tvořit pouze ektoderm (vnější zárodečný list), střevo je však tvořeno vnitřním zárodečným listem (endodermem).

„Předústní střevo tedy představuje endoderm na povrchu těla, což je pro obratlovce naprosto unikátní a dříve nepředstavitelná věc,“ připomněl další autor studie Jan Štundl.

Jedná se nicméně o znak, který je patrný pouze v rané embryonální fázi, a zatím se nezdá, že by měl pokračování v orgánech dospělých jedinců. U embrya jesetera je dobře poznat, že se na místo původního předústního střeva začnou tlačit buňky, které dávají zárodek budoucím polím smyslových receptorů.

Embryo kostlína

Embryo kostlína

FOTO: Přírodovědecká fakulta UK

Endodermální část hlavy tak vypadá jak něco archaického, předobratlovčího. Pro obratlovce je typická spíše evoluční ztráta a zánik této domény.

„Pro pochopení evoluce obratlovčí hlavy je občas dobré odhlédnout od zavedených modelových organismů, jakými jsou myš či kuře, které se svým raným vývojem od společného předka obratlovců již značně vzdálily,“ uzavřela pražská fakulta ve své tiskové zprávě.