Skrzela nie do oddychania

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.

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