Skrzela nie do oddychania

20-01-2010 11:03

skrzela · koszyczki skrzelowe · pobieranie tlenu · wymiana jonów · równowaga chemiczna · ewolucja · pstrąg tęczowy · Peter Rombough

Odruchowo odpowiadamy, że skrzela ryb pojawiły się w toku ewolucji, by umożliwić im oddychanie. Czy jednak na pewno? I czy tylko? Peter Rombough, biolog z Uniwersytetu w Manitobie, twierdzi, że natura stworzyła je, by umożliwić rybom utrzymywanie chemicznej równowagi ze środowiskiem (Proceedings of the Royal Society B).

Pierwszą osobą, która zasugerowała w latach 40. XX wieku, że skrzela powstały do oddychania, był noblista August Krogh. Potem jego teorię rozszerzono, dodając, że gdy wiele milionów lat temu ryby stały się większe i bardziej drapieżne, podstawowa wersja skrzeli również musiała się rozrosnąć i skomplikować, dzięki czemu zwierzęta te mogły pobierać z wody więcej tlenu.

Później, w zeszłym dziesięcioleciu, pojawiły się jednak inne teorie. By nie ulec odwodnieniu, ryby muszą wymieniać z wodą jony, m.in. kationy potasu czy sodu. Larwy robią to przez powierzchnię skóry, a wczesne ryby wykorzystywały do tego celu koszyczki skrzelowe. Kiedy gwałtownie zmienia się zasolenie wody, np. podczas zasiedlania nowego środowiska, warto posłużyć się czymś skuteczniejszym – złożonymi skrzelami. Jak nadmienia Kanadyjczyk, coraz więcej dowodów zwyczajnie nie pasuje do teorii Krogha.

Biolodzy prowadzili badania na pstrągach tęczowych (Oncorhynchus mykiss). Z ich pomocą chcieli rozstrzygnąć, czy pierwsze skrzela miały pozwalać na wymianę jonów czy pobieranie tlenu. Umieszczali larwy ryb w pojemniku z dwoma przedziałami: jednym na głowę, gdzie rozwijały się skrzela, i drugim na ogon. Następnie Clarice Fu mierzyła stężenie jonów oraz tlenu na obydwu końcach ciała zwierząt. Po ok. 2 tygodniach skrzela angażowały się w wymianę jonów o wiele silniej niż ogon. Po kolejnych 10 dniach podobne zjawisko można było zaobserwować w przypadku poboru tlenu, co oznacza, że pierwotnie skrzela wykształciły się do transportu jonów.

Inni specjaliści zalecają Kanadyjczykom, by ustalili, które geny uruchamiają się pierwsze: zarządzające wymianą jonów czy gazów. Wg nich, warto też byłoby przyjrzeć się starszym ewolucyjnie gatunkom, np. minogom morskim.

Autor: Anna Błońska