Asymetrii těla lidí a plžů řídí stejné geny

Levotočivé a pravotočivé ulity plžů ze sbírek UC Berkeley

Geny, které řídí levotočivost nebo pravotočivost ulit plžů, jsou velice podobné těm, které u lidí ustanovují rozdíly mezi levou a pravou polovinou těla. Tento objev ukazuje, že geny odpovědné za tělní asymetrii zřejmě pocházejí od společných předků všech živočichů s bilaterálním uspořádáním těla, a jsou tedy staré 500 až 560 milionů let.

Lidské tělo sice vypadá jako složené ze dvou zrcadlových polovin, ale uvnitř není příliš symetrické. Játra se nacházejí na pravé straně, levá plíce je menší než pravá a střeva leží v břišní dutině v asymetrickém klubku. Ostatní obratlovci a jejich příbuzní ze skupiny druhoústých živočichů (kam patří také ostnokožci a pláštěnci) jsou na tom podobně. Vědci zjistili, že jejich asymetrii řídí gen s názvem nodal, který je exprimován jenom na levé straně těla. Nodal zde aktivuje gen Pitx, který se také podílí na vzniku tělní asymetrie. Pokud tyto geny nefungují, neustanoví se asymetrie levé a pravé poloviny těla a vnitřní orgány se pomíchají. Takový organismus pak není schopen života.

U laboratorních hlístů a mušek drozofil vědci geny nodal a Pitx neobjevili. Domnívali se tedy, že u všech prvoústých živočichů - tedy například měkkýšů, hlístic a členovců - jsou za tělní asymetrii zodpovědné jiné mechanismy. Biologové z Kalifornské univerzity v Berkeley tuto hypotézu testovali na plžích, u kterých se asymetrie projevuje směrem stáčení ulity. Levotočivost nebo pravotočivost těla je přitom dána už v rané fázi vývoje embrya. Osekvenování genomu plžů ukázalo, že jsou za ní zodpovědné geny velmi podobné jak genu nodal, tak genu Pitx.

Biologové zjistili, že geny jsou u mořských plžů kuželnatek velkých (Lottia gigantea), kteří mají pravotočivou ulitu, aktivní na pravé straně těla. U sladkovodních plžů Biomphalaria z čeledi okružákovitých s levotočivou ulitou jsou naopak aktivní na levé straně těla. Analog genu nodal biologové našli také u mořských mnohoštětinatých kroužkovců rodu Capitella. To znamená, že tyto geny nejsou jen výsadou druhoústých, ale že se mohly vyskytovat už u vůbec prvních živočichů s bilaterálním uspořádáním těla, jací se na Zemi objevili.