Pre više od 200 miliona godina, preci žaba izgubili su zube u donjoj vilici: Kako ih onda ova vrsta ima?

Kod ove misteriozne žabe ponovo su se razvili zubi u donjoj vilici.

Ali ima jednu još zbunjujuću osobinu: poseduje kompletan set zuba.

Čekajte. Imaju li žabe zube? Zapravo, da: većina žaba ima mali broj zuba u gornjoj vilici. Ali gotovo nijedna od 7.000 vrsta živih žaba nema zube u donjoj vilici — osim G. guentheri.

Nažalost, ova vrsta nije viđena od 1996. - a čak i pre toga, retko je nalažena ili proučavana. U muzejskim zbirkama postoji veoma malo dragocenih uzoraka ove životinje - u celom svetu postoji manje od 30 primeraka. Rezultat malog broja proučavanih primeraka bio je taj da nisu postojale detaljne fotografije samih zuba.

Kako onda izgleda vilica ove čudne žabe?

Daniel Paluh, herpetolog koji je doktorirao na Univerzitetu Florida, želeo je da popuni ovu prazninu u znanju. Zajedno sa kolegama sa Prirodnjačkog muzeja u Floridi, koristio je mikro-CT skener da bi zavirio u lobanje šest primeraka G. guentheri koje su decenijama čuvane u alkoholu.

Slike i analiza, koje su objavljene 10. novembra u časopisu Evolution, pružaju prvi detaljniji uvid u čeljusti i zube ove vrste.

Izgubljeno-vraćeno

Pre oko 230 miliona godina, preci modernih žaba su zauvek izgubili zube duž donje vilice. Zašto onda G. guentheri ima zube i kada su nastali?

Za početak su Paluh i njegove kolege pokazali da su ovi zubi - pravi - da su formirani od koštanog tkiva zvanog dentin i obložene gleđi, pobijajući neke tvrdnje da možda u pitanju "pseudozubi". Istraživači su takođe otkrili da zubi žaba iz Prirodnjačkog muzeja Univerziteta u Kanzasu, veoma podsećaju na zube koji se nalaze u gornjoj vilici drugih žaba torbara.

Ovi nalazi pružaju zapanjujuće dokaze koji opovrgavaju evolucionu teoriju staru čitav vek, poznatu kao Doloov zakon nepovratnosti. Prema teoriji paleontologa Luja Doloa, kada se u grupi organizama neka osobina izgubi, ona nestaje zauvek. Organizam ne može ponovo da evoluira nešto što je njegov predak izgubio, na primer kao što ljudi nisu ponovo dobili rep.

Iako logika jeste na strani ove teorije, evolucioni biolozi su pronašli rupe u Doloovom zakonu i to na nekoliko primera: od guštera koji ponovo polažu jaja do insekata koji su izgubili, a onda ponovo dobili krila.

Ali re-evolucija zuba kod G. guentheri je možda najneverovatniji slučaj do sada. Godine 2011, evolucioni biolog Džon Viens je rekonstruisao evolucione odnose kod 170 različitih vrsta žaba kako bi stvorio vremensku liniju od trenutka kada su žabe izgubile donje zube pre 230 miliona godina do momenta kada je G. guentheri ponovo dobio zube. Otkrio je da se zubi nisu ponovo pojavili do pre oko 20 miliona godina, što je do sad "neviđeno" vreme od gubitka osobine do njene ponovne evolucije.

Viens, koji trenutno radi na Univerzitetu u Arizoni i nije bio uključen u nedavnu studiju, veruje da je kod G. guentheri bila prisutna jedna prednost kada je reč o re-evoluciji zuba - još uvek je postojala funkcionalnu mrežu gena za stvaranje zuba.

Taj proces bi verovatno bio nemoguć kod drugih vodozemaca, kao što su žabe krastače, koje su potpuno bezube. Džon Abramjan, biolog sa Univerziteta Mičigen-Dirborn koji takođe nije bio uključen u studiju, nedavno je istraživao gene koji kodiraju gleđ kod žaba, koje su potpuno izgubile zube pre oko 60 miliona godina. Otkrio je da su geni u suštini degenerisani u pseudogene tokom miliona godina.

Evoluciona zagonetka

Ipak, ovo nam ne odgovara na pitanje zašto ili kako je ova vrsta povratila svoje donje zube.

Ishrana svakako igra ulogu, kaže Paluh. Kao primarni alat koji životinje koriste da grizu i žvaću hranu, zubi se često oblikuju na osnovu onoga što je na meniju. Paluh veruje da je sklonost većine žaba ka malim insektima i upotreba lepljivog jezika za hvatanje plena učinilo zube manje važnim za neke vrste. Međutim, G. guentheri ima drugačiji apetit koji uključuje plen velik poput guštera ili drugih žaba. Kada lovite krupnu divljač, morate da imate jake zube kako biste savladali plen koji se migolji.

Ali ako su zubi ponovo evoluirali da bi pomogli G. guentheri da projede veći plen, zašto se zubi nisu ponovo razvili i kod drugih žaba mesoždera? Neke žabe, poput rogatih žaba koje žive u Južnoj Americi, imaju nazubljene očnjake u donjoj vilici kako bi savladale plen. Ali ovi očnjaci su pseudozubi — koštani produžeci mandibule, bez dentina i gleđi.

Neki odgovori se možda kriju u embrionima ove žabe, kaže Aleksa Sadier, evolucioni biolog sa Univerziteta Kalifornija. Iako prvenstveno istražuje evoluciju zuba slepih miševa, nedavno je pregledala nekoliko slučajeva žaba. Ona veruje da poređenje razvoja G. guentheri sa embrionima drugih vrsta žaba može pomoći da se stekne uvid u to kako i kada se geni uključuju ili isključuju u formiranje zuba.

I Paluh se nada da će uraditi rad o razvoju embriona ove žabe, ali sveži embrioni nisu opcija — živi primerak G. guentheri nije primećen u divljini od 1996. godine, čak ni u vlažnim, vulkanskim staništima ekvadorskog Cotacachi Caiapas Ecological Rezervata gde su nekada živele. Njihov broj se smanjio zbog poljoprivrede i seče šuma Ekvadora i Kolumbije. Neki strahuju da je vrsta već izumrla.