Proč mají delfíni tak velký mozek?

Jaroslav Petr  |  Příroda

V poměru hmotnosti mozku a těla patří delfínům druhá příčka hned za člověkem. Čemu za to delfíni vděčí?

Na počátku své evoluční dráhy patřili předci dnešních kytovců včetně delfínů k tvorům s velmi malým mozkem. Mohli by se s úspěchem poměřovat ještě tak s hrochem. Před 50 miliony roků se předci kytovců uchýlili ze souše do vody a prodělali tak radikální přestavbu organismu. Přišli o nohy, získali ploutve a vyvinuli si schopnost zadržet dech na velmi dlouhou dobu. A také se jim zvětšil mozek – až na třínásobek své původní velikosti!

Po čem roste mozek

Co vyvolalo nárůst mozku kytovců? Tým vedený Derekem Wildmanem z detroitské Wayne State University se pokusil tuhle záhadu rozřešit. Vědci prozkoumali asi 10 000 genů delfína skákavého a porovnali je s odpovídajícími geny jeho suchozemských příbuzných s malými mozky, konkrétně s geny skotu a koní. Pro další srovnání použili genom psa.

Ve studii publikované ve vědeckém časopise Proceedings of the Royal Society B popsal Wildmanem vedený tým celkem 228 mutací, které se objevily u delfínů během evoluce a rychle se rozšířily. To znamená, že tyto mutace byly pro své nositele výhodné. Nakolik se podílely na rozvoji mozku? A jak se o nárůst mozku přičinily?

Odolná delfíní DNA

Ze 228 evolučně výhodných mutací specifických pro delfíny jich sedmadvacet postihlo geny důležité pro funkce nervového systému. Patří k nim i gen pro transthyretin, podle kterého se vyrábí v mozku bílkovina zodpovědná za transport cukru glukózy z krevního oběhu přes stěnu cév do nervové tkáně. Dostatečný přísun glukózy, jež je základním „palivem“ buněk při výrobě energie, je pro správné funkce velkého mozku alfou i omegou. Dalším genem, který se v dědičné informaci delfína nápadně proměnil a má vztah k vývoji nervového systému, je gen mikrocefalin. Ten se podílí na zvětšení hlavy a zvětšení mozku.

Dalšími významnými adaptacemi byly změny v genech ovlivňujících funkce krevního oběhu. Delfínům zajistily dostatečné zásobování velkého mozku kyslíkem i při dlouhodobých ponorech pod vodní hladinu. Změnami prošly i geny v mitochondriích, jež fungují v buňkách jako „buněčné elektrárny“ vyrábějící pro organismus energii. I tyto změny dědičné informace zajistily zdárný chod velkého mozku, protože ten je velkým hltounem energie.

Změny, kterými se předci delfínů dokonale přizpůsobili životu ve vodě, proběhly poměrně rychle. Stačilo k nim možná jen 5 milionů let. Vědci proto předpokládali, že dědičná informace delfínů má silný sklon ke spontánně vznikajícím mutacím. Výzkum genomu delfínů však ukázal pravý opak. Delfíní DNA je k mutacím zvýšeně odolná. Podobně vzdoruje mutacím i lidská DNA. A také lidská DNA prodělala mutace v genech, které zajistily delfínům velký mozek. Zdá se, že příroda postupovala při evoluci velkého mozku u delfína i člověka hodně podobně. Delfíni nás ale o nějakou tu desítku milionů let předběhli.

Další informace:

Nejčtenější