Vývoj zvířat: Jsme jenom trubice

Jste zázrační. Víte to? Dnes si probereme vývoj zvířat a zázraky života. To, čím zvířata projdou, že se promění, ze spermie a vajíčka v mnohobuněčný organismus, je úžasný. Nejen úžasný. Neuvěřitelný, přesahující vesmír, velkolepý zážitek. Kámo, jsme jako trubice... Žádné okraje. Já vím. (veselá znělka) Zvířata mají rozličné tvary a velikosti a chytrost a tak... A ve své nekonečné moudrosti lidé vymysleli systém pro klasifikaci zvířat podle toho, jak jsou si podobná. Dnes si probereme rozdíly mezi zvířaty na kmenové úrovni. Tedy podle toho, co se stalo na začátku vývoje. To proto, že se udála spousta velkých rozhodnutí během okamžiku oplodnění vajíčka pomocí spermie a jak tato embryonální fáze vývoje ovlivní veliké rozdíly, podle kterých budete zařazeni mezi mnohobuněčné organismy. Není to tak úžasné. Zdravím, mořské houby. Zvířecí kmeny existují od nejjednodušších, jako mořské houby, po složitější. Znaky složitosti zvířat zahrnují jak jsou symetrická, kolik mají orgánů, jak jsou specializované jejich buňky. Mořské houby jsou nic moc, nesymetrické, nemají žádné orgány, které by stály za řeč. Kdybyste je rozmixovali v mixéru a tento koktejl nechali přes noc stát, ráno byste zjistili, že se přeživší buňky vyhledaly a spojily se opět v mořské houby. Zkuste to však s jiným zvířetem... Radši ne. Nezkoušejte to na jiných zvířatech! Chci říct, že většina zvířat je složitějších než tyto houby a jejich složitost je dána právě prvními hodinami jejich vývoje. Takže pravidlo zní, čím složitější zvíře je, tím spíš připomíná trubici se spoustou věcí okolo. Říkáte si: „Cože?" Jak říkám. Důležité poznávací znamení, že se jedná o složitější formu života, je počet vrstev tkání, které se vytvoří v prvních fázích vývoje. Mořské houby si vytvoří jednu. Medúzy nebo korály mají dvě a více složitá zvířata mají tři. Prvotní fáze vývoje jsou u většiny zvířat podobné. Vzpomeňte si, spermie i vajíčko jsou haploidní pohlavní buňky s pouze jednou sadou chromozomů. Jakmile spermie oplodní vajíčko, dvě haploidní buňky se spojí a vznikne zygota, diploidní buňku mající dvě sady chromozomů obsahujících informace potřebné pro vytvoření nové bytosti. Což je samozřejmě ujetý. Posuňme se o hodinu a půl po oplození. Zygota se začíná dělit mitózou na dvě, čtyři, osm, šestnáct a nakonec na třicet dva buněk. Vznikne morula či morala. Alespoň podle tohoto hlasu. PC: Morala, nebo morula. Morula vypadá dost jako malina nebo ostružina, tak se také řeknou latinsky. Mňam, šťavnatý morulový koláč. ...asi nás zakážou ve školách... (smích) Jak se tvoří další buňky, začnou vylučovat sekret, který vytvoří místo uprostřed, vznikne tak dutina obalená buňkami, taknazvaná blastula. Dávejte pozor, začne to být důležité. Většina zvířat, na která pomyslíte, mají ústa, že? A tudíž asi mají i řitní otvor. Klidně se smějte. Řitní otvor řeknu ještě několikrát. Například hned teď. Řitní otvor. Spousta zvířat má tedy ústa a řitní otvor. Teda... Pokud nejste mořská houba. Tyto houby nemají ústa ani řitní otvor. Také jiná zvířata, mořské sasanky, medúzy, korály, mají pouze jeden otvor sloužící jako ústa i řitní otvor. Nejste rádi, že jsme trochu vyvinutější? Je jim k ničemu, že mají osovou souměrnost. Jejich odpady jakoby souměrně vychází z jednoho středu. Což jsou jejich ústa i řitní otvor. Je to trošku vyspělejší, než nemít žádnou souměrnost, jako mořské houby, ale jen trošku. Vždyť jejich ústa jsou i řitním otvorem. Ale více vyspělá zvířata, kromě ostnokožců, tedy hvězdic nebo Clypeasteroida, mají bilaterální souměrnost. Máme dvě půlky těla, které vypadají na obou stranách stejně. Dále máme společné to, že máme řitní otvor jinde než ústa. Což je důležité, znamená to, že stejně jako zvířata jsme vytvořeni okolo trubice, zažívacího traktu, s ústy na jednom konci a řitním otvorem na druhém. Proces vytvářející tento trakt se nazývá gastrulace. Je to docela zásadní. Když jsme opustili blastulu, byl to jen dutý míček složený z buněk. Gastrulace začala, když odsazování započalo v jednom bodě blastuly. Toto místo blastuly, které se vchlipuje dovnitř, se nazývá blastopora. U zvířat, u kterých ústa i řitní otvor jsou to samé, se vývoj zastavil zde. Proto mají pouze jeden otvor na všechno. U všech ostatních ale vchlipování pokračuje do doby, než se toto oddělování dostane až na druhou stranu, kde vznikne otvor a vytvoří se tak dutý korálek z buněk. A to je gastrula. Teď nastanou dvě věci, podle druhu zvířete, kterým se máte stát. Buď zvíře, jehož ústa jsou otvorem vytvořeným blastoporou, nazývaný protostoma, nebo zvíře, jehož řitní otvor je vytvořen blastoporou, nazývaný deuterostoma. Hádejte, kdo jsme my? Zkuste to, hádejte. Strunatci, tedy všichni obratlovci, a část našich příbuzných hvězdic, jsou deuterostomata. Takže jsme kdysi byli pouze řitním otvorem na svazku buněk. Vy i já. Gratuluji. Snad jste pochopili, že vytvoření trávicího traktu je první věcí, která se stane při vývinu zvířete, u každé živé bytosti, ať už je to želvuška nebo polární medvěd nebo chápan. Zázrak života. Takže tento dutý korálek jsou dvě vrstvy tkání. Vnější vrstva se jmenuje ektoderm, vnitřní pak endoderm, a říká se jim zárodečné listy. Organismy, jejichž vývoj se zastavil zde, se stylovým ústa/řiť otvorem mají pouze dvě zárodečné vrstvy. Nazývají se diploblasty, a takto se zrodily. Je to v pořádku, ale my, složitější organismy, s oddělenými ústy od řitního otvoru, jsme si vyvinuli třetí vrstvu, jsme tak triplobasty. Ektoderm se stane zvířecí kůží, nervy, míchou a většinou mozku, endoderm pak vytvoří trávicí trakt, jícen, žaludek a střeva. Navíc se některé buňky odlomí od endodermu a ektodermu a vytvoří další vrstvu, mesoderm. Tyto buňky nakonec dají vzniknout svalům, oběhové soustavě a reprodukční soustavě. V případě obratlovců ještě kostem. Takže jak vypadá naše embryo teď? Skvěle. Odteď tento chlapík naplní svůj osud jako beruška nebo mrož nebo tak. Teď je nejlepší čas se podívat na odmítnutou teorii, kterou biologové nejvíce opovrhují, ale která je užitečná pro náhled na to, jak se embryo vyvine v dospělého jedince. Navíc, je to super pro biolohistorii. (piano) V polovině 19. století se německý zoolog Ernst Haeckel pokusil dokázat to, čemu dnes říkáme teorie rekapitulace. V podstatě tato teorie říká, že ontogeneze opakuje fylogenezi. Ufff! Jinými slovy, ontogeneze, tedy růst a vývoj embrya, opakuje nebo shrnuje fylogenezi, což je evoluční historie druhů. To znamená, že například lidské embryo během svého vývoje projde stovkami milionů let evolučních kroků potřebných pro vývoj jednobuněčného organismu v dokonalou osobu. Haeckel byl současníkem Darwina, a "O původ druhů" na něj udělalo obrovský dojem, hlavně kapitola pojednávající o tom, jak je skvělé, že embrya obratlovců vypadají všechna stejně, nehledě na to, zda je to savec, pták nebo plaz. Darwin však varoval, že toto není dobrý způsob rekonstrukce historie evoluce. On jen tvrdil, že podobnost embryí je důkazem, že mají společné předky. Jenže Haeckel byl trochu bláznivý a určitě slyšel první část Darwinovy myšlenky, ale ne tu druhou, takže se držel té první a napsal sérii knih o tom, jak vývoj embrya zrcadlí evoluční vývoj dospělých jedinců jednotlivých druhů, což je přesně to, co Darwin řekl, že se neděje. Haeckel strávil spoustu času pozorováním embryí a zjistil, že štěrbiny na krku lidských embryí připomínají rybí žábry, což podle něj znamenalo, že máme rybí předky. Nakreslil spousty obrázků embryí v různých fázích vývoje, aby potvrdil svou teorii, a tyto ilustrace se začaly dostávat do učebnic na celém světě. Haeckel je přesně ten typ člověka, co vytáčí jiné vědce, protože opravdoví vědci si teorii pořádně promyslí, než o ní začnou psát knihy. Haeckel vydával knihu za knihou a spoustu pseudodat, která nashromáždil, což přesvědčilo pár lidí, včetně Darwina dokonce, že na něco přišel, ale nakonec se ukázalo, že Haeckel tak trochu podváděl u kreslení embryí, aby mu to sedělo na jeho teorii rekapitulace místo toho, aby na základě dat vytvořil teorii. Ale to už každý dávno věděl o této teorii, a pokud je něco těžšího, než učit lidi, je to něco je odnaučit. Takže po asi 150 letech stále mluvíme o teorii rekapitulace. Ale spíše než kvůli přetrvávání špatné teorie je to kvůli tomu, že to vlastně dává smysl, pokud ji neberete doslova. V určitém bodě embryonálního vývoje lidé skutečně mají štěrbinky jako rybí žábry a ocásky jako pes či prase nebo jaguár a blanité prsty jako žába. Takže i když není pravda, že každá zygota přijímá všechny evoluční kroky, vývin zvířat nám připomíná, že my všichni jsme příbuzní strunatců. A začínali jsme jako trubice. Ústa na jednom konci, řitní otvor na druhém. Což je prostě úžasné.