Znanstvenici su napokon odgonetnuli zašto se zmijski embriji spiralno savijaju – a odgovor je puno jednostavniji nego što se mislilo.
Međunarodni tim predvođen kanadskim istraživačima otkrio je da se zmijski embriji savijaju u desnu spiralu jer im se tijelo ubrzano izdužuje dok ih crijevo, koje sporije raste, drži pričvršćenima. Studija objavljena u časopisu Current Biology objašnjava da ta sposobnost savijanja omogućuje zmijama da se izlegu s najdužim tijelima među svim kralježnjacima.
Dr. Tetsuto MiyashitaEvolucijski biolog iz Kanadskog muzeja prirode i glavni autor studije, uspoređuje proces s podešavanjem duljine remena: „Kada prilagođavate duljinu remena, duža strana petlje koja se savija počinje se uvijati.”
Ideja rođena u lockdownu
Zagonetka zmijskog savijanja počela se rješavati 2020. godine, tijekom pandemijskog lockdowna, kada je Miyashita tražio istraživački projekt koji bi njegovi studenti mogli raditi bez odlaska u laboratorij ili muzej. Sjetio se fascinacije svojeg mentora asimetrijom u životinjskim oblicima i upitao se jesu li zmijski embriji u literaturi uvijek savijeni udesno ili ulijevo.
Studentima je dao zadatak da pretraže literaturu i baze podataka muzejskih zbirki. Prikupili su slike više od 900 embrija iz 39 vrsta zmija i drugih gmazova bez nogu. „To je statistički robustan uzorak”, kaže Miyashita.
Crijevo kao sidro
Tim je primijetio da se u prvim tjednima nakon polaganja jaja zmijski embriji uvijek savijaju samo udesno, od glave prema repu. U toj fazi embriji nemaju mišiće za pokretanje, pa su sile koje ih savijaju posve drugačije – ali što ih pokreće, nije bilo jasno.
Ključni uvid došao je od dr. Raula Diaza sa Sveučilišta California State u Los Angelesu, koji je napravio CT snimke embrija. „Snimka je otkrila strukturu koju nikada prije nismo vidjeli – stup crijeva koji se proteže kroz spiralu savijenog tijela”, objašnjava Miyashita. „Crijevo je odvojeno od ostatka tijela, okruženo viticama krvnih žila iz žumanjka.”
Zmijski embriji ubrzano ubrzavaju rast tijela, ali crijevo ne može držati korak. „Odvoje sporo rastuće crijevo, koje sada djeluje kao sidro za izduženo tijelo. Tijelo se savija i uvija u spiralu”, kaže Miyashita. „Ta sila savijanja usmjerena je tako da embriji rastu na suprotnu stranu od žumanjka. A žumanjak je uvijek na lijevoj strani embrija, pa embrij uvijek počinje savijanje udesno.”
Kako embriji rastu, a žumanjak se smanjuje, mišići sazrijevaju i omogućuju im pomicanje. „Neki ostaju u desnim spiralama, ali neki se povuku na lijevu stranu”, kaže glavna autorica Alexandra WeberSada doktorandica zoologije na Sveučilištu British Columbia. „Tako je polovica embrija pred izlijeganje desno orijentirana, a druga polovica lijevo.”
Jednostavan pristup, duboke spoznaje
Miyashita ističe da je riječ o sretnom slučaju proizašlom iz krize. „Znanstvenici su dugo bili fascinirani time kako su i zašto zmije razvile svoj neobičan oblik tijela. Obično su se upuštali u sofisticirana genetska istraživanja, gledajući Hox gene, pojačivače i tako dalje”, kaže. „To su ključna otkrića. Ali ovdje smo, iz lockdowna, otkrili zmijsku tajnu začuđujuće jednostavnim pristupom – samo smo listali album zmijskih embrija i bilježili na koju su stranu savijeni te dobro pogledali njihovu anatomiju.”
Tim sada otvara mogućnost da se ovaj model primijeni na druge spiralne oblike u prirodi, poput ljudskog crijeva ili puževih ljuštura. „Sve je počelo sa znatiželjom jesu li zmije ‘ljevaci’ ili ‘dešnjaci'”, kaže Weber. „Bilo je uzbudljivo pratiti to sve do dubokih spoznaja o njihovoj evoluciji.”
Postavlja se pitanje koje izvor ne postavlja: ako je jednostavan morfološki pristup mogao dati ovako važan uvid, koliko smo se znanosti udaljili od promatranja prirode u korist sve složenijih tehnologija? Ponekad je odgovor već pred našim očima – samo ga treba pogledati iz pravog kuta.