Jednoduchý zrod žabích kanibalů

Tento 12 centimetrů dlouhý jihoamerický obojživelník má nezvykle široké tělo a v poměru k němu nápadně krátké nohy. Proto se bezrohatce také přezdívá „hroší žába“. V argentinské domovině se jí říká Freddy Krueger. Přízrak z filmových hororů Noční můra z Elm Street připomíná žába zvykem otevírat v ohrožení doširoka velkou tlamu a vyrážet ostrý skřek. Indiáni Guaraní jsou prozaičtější a bezrohatce říkají jednoduše kukurů chini čili „žába, která křičí“.

V ohrožení se bezrohatka bojovná neomezuje jen na křik. Není nijak neobvyklé, když se do svého mnohem silnějšího protivníka neohroženě zakousne. Je k tomu dobře vybavená. Z horní čelisti jí vyrůstají ostré zuby a i dolní čelist má vybavenu dvěma „špičáky“. S přízrakem z Elm Street sdílí bezrohatka i vražedné choutky. Je to masožravec a kanibal. Zkušení chovatelé těchto žab o tom vědí a dávají pozor, aby žábám dopřáli dostatek prostoru. Navíc se snaží uchovat zhruba stejně velké kusy. Když potká velká bezrohatka mnohem menšího příslušníka vlastního druhu, vidí v něm většinou chutné sousto.

Logo|foto:Český rozhlas

Masožravost je u žab běžná. Bezrohatka však loví už jako pulec. To je mezi žábami vzácný fenomén. Pulci bývají většinou býložraví. Mají k tomu dokonale uzpůsobenou trávicí soustavu. Jejich žaludek je malý, ale o to delší mají střevo. Součástí metamorfózy pulce na žábu je i radikální přestavba útrob. Žaludek se zvětší, střevo se naopak drasticky zkrátí. Pulci bezrohatek napadají a žerou vše, co se v jejich sousedství pohne. Je jim jedno, jestli je to třeba náhodou není jejich sourozenec. K trávení kořisti jsou dokonale uzpůsobeni. Jejich žaludek i střevo mají stavbu typickou pro masožravé dospělé žáby.

Pro vývojové biology představovali pulci bezrohatky bojovné tvrdý oříšek. Jak si opatří trávicí soustavu, která se zcela vymyká z obvyklého plánu stavby organismu pulců? Jak složité procesy se v jejich těle asi odehrávají? Bioložka Nanette Naschne-Yoderová ze Severokarolínské univerzity v americkém Raleighu tuhle letitou záhadu vyřešila. A byla překvapena, jak jednoduchý podnět stojí na počátku dramatické změny v anatomii těla pulců.

Vědci využili pro studium vývoje pulců africkou žábu drápatku vodní. Ta je oblíbeným modelem pro vývojovou biologii. Zárodky drápatky jsou zcela průhledné. Jejich vnitřní anatomii lze pozorovat přímo bez větší námahy a zásahu do těla pulce. Vědci podávali pulcům v kritickém stádiu vývoje trávicího traktu nejrůznější látky a sledovali, zda se tím nějak změní anatomie žaludku a střeva. Otestovali dvě stovky různých molekul. Dvě z nich měnily útroby pulců drápatky tak, že nápadně připomínaly anatomii masožravých pulců žabího Freddyho Kruegera. Pulcům se obrátila jedna ze střevních kliček a díky tomu se vytvořilo v útrobách dost místa pro velký žaludek a játra. Zároveň se střevo nápadně zkrátilo. Obě látky měly společnou jedinou vlastnost – bránily účinku kyseliny retinové. Tato kyselina působí během vývoje mnoha živočichů jako významný signál pro tvorbu tkání a orgánů.

Logo|foto:Český rozhlas

Je možné, aby tak zásadní změna anatomie měla na první pohled tak malichernou příčinu, jako je výpadek signálu v podobě molekul kyseliny retinové? Další pokusy toto podezření potvrdily. Pokud je kyselina retinová v těle pulce vyřazena z činnosti, změní se činnost genu Pitx2 a to stačí k proměně býložravce na šelmu.
Evoluční biologie často naráží na námitky, podle kterých jsou orgány příliš důmyslně uspořádané, než aby mohly vzniknout metodou pokusů a omylů, kdy výhodné varianty přežívají a nevýhodné vymírají. Bezrohatka je příkladem toho, že k zásadní a dalekosáhlé změně stačí často velmi jednoduchý podnět.

Bezrohatka bojovná obývá suchou oblast Gran Chaco na území Argentiny, Bolívie a Paraguaje. Dospělé žáby přežívají období sucha v bezpečí pod zemí. Jakmile vydatněji zaprší, vyhrabou se ven a páří se v jezírcích dešťové vody. Jediná samic naklade kolem 1500 vajíček. Voda rychle vysychá a pulci nemají času nazbyt. Vyvíjejí se přímo překotně. Prakticky okamžitě začnou lovit a hltají vše živé, co dokážou extrémně širokou tlamou spolknout. Přírodní výběr upřednostňoval v extrémních podmínkách Gran Chaka pulce, kteří se vyvíjeli tak rychle, že dospěli dřív, než voda v nádržích vyschla. Jen rychle se vyvíjející předci dnešních bezrohatek se stihli zahrabat do země a přežili do dalšího deště. Celková akcelerace vývoje pulců nakonec sklouzla i k předčasné přestavbě trávicího traktu, jakou jinak prodělávají až dospělé žáby. Bylo to výhodné a stačilo k tomu doopravdy jen málo – výpadek signálu kyseliny retinové.