Naukowcy rozwiali zagadkę: co było pierwsze, jajko czy kura?

Teraz biolodzy ewolucyjni dorzucają do tej dyskusji bardzo konkretną odpowiedź, opartą na analizie skamieniałości, genów i… mikroskopijnego organizmu z głębin mórz, który z kurą nie ma na pierwszy rzut oka nic wspólnego.

Popularna zagadka, która ignoruje ewolucję

W klasycznej wersji dylematu pojawia się prosty schemat: kura musi istnieć, żeby znieść jajko, ale z kolei kura wykluwa się z jajka. Błędne koło wydaje się nie do przerwania, więc pytanie brzmi jak czysta filozofia przy kieliszku wina.

Dla biologa to jedynie ciekawy przykład, jak bardzo nasza intuicja kłóci się z ewolucją. Gatunki nie wyskakują na scenę nagle, w gotowej postaci. Zanim pojawiła się współczesna kura, żyły ptaki bardzo do niej podobne – można je nazwać „prawie kurami”. Składały jaja, z których wykluwały się kolejne pokolenia, stopniowo coraz bliższe genetycznie temu, co dziś nazywamy kurą domową.

Naukowa odpowiedź zaczyna się tam, gdzie przestajemy myśleć o jednej kurze i jednym jajku, a zaczynamy patrzeć na miliony lat zmian drobnych cech u całych populacji.

Jajka były na Ziemi na długo przed jakimikolwiek kurami

Jeśli oderwiemy się na chwilę od kurzej fermy i spojrzymy szerzej, kolejność wydarzeń jest zaskakująco przejrzysta. Około 500 milionów lat temu w oceanach żyły już organizmy, które rozmnażały się za pomocą komórek jajowych i zarodków rozwijających się w osłonie. U ryb i wczesnych kręgowców ten etap rozwoju istniał na długo przed pojawieniem się jakiegokolwiek ptaka.

Skamieniałości sprzed około 190 milionów lat pokazują wyraźne jaja dinozaurów. To setki milionów lat przed kurą domową. Dinozaury składały jaja, z których rodziły się ich młode, a dopiero później z części tej linii wyewoluowały pierwsze ptaki, a znacznie później – gatunki bliskie współczesnej kurze.

• około 500 mln lat temu – wczesne organizmy z etapem zarodka w osłonie
• około 190 mln lat temu – jaja dinozaurów widoczne w zapisie kopalnym
• około 150 mln lat temu – pierwsi znani ptasi przodkowie
• kilka tysięcy lat temu – udomowienie ptaków prowadzące do kury domowej

Sam „pomysł” na jajko, rozumiane jako pojedyncza komórka, która dzieli się i rozwija w bezpiecznej osłonie, narodził się więc nie przy wiejskim kurniku, lecz w pradawnych morzach, na długo przed erą dinozaurów.

Mikroskopijny bohater: organizm, który działa jak pierwotne „jajko”

Badacze z Uniwersytetu Genewskiego postanowili spojrzeć jeszcze głębiej w przeszłość i sprawdzić, skąd w ogóle wzięła się zdolność budowania ciała z wielu komórek. Zajęli się niezwykle prostym organizmem morskim o nazwie Chromosphaera perkinsii. To pojedyncza komórka żyjąca w oceanie, zaliczana do odległych kuzynów zwierząt.

Brzmi niepozornie, ale przebieg jej życia okazuje się zadziwiający. W pewnym momencie ta jedna komórka zaczyna dzielić się tak, że powstaje kulisty twór złożony z wielu komórek, bardzo przypominający wczesne stadium zarodka zwierzęcego, zwane blastulą.

Naukowcy zauważyli, że chociaż Chromosphaera perkinsii jest formalnie jednokomórkowa, to potrafi już uruchomić procesy kojarzone z organizmami wielokomórkowymi – koordynację podziałów i wstępną specjalizację komórek.

To oznacza, że program genetyczny potrzebny do stworzenia czegoś podobnego do zarodka istniał na Ziemi wcześniej, niż pojawiły się pierwsze zwierzęta. Innymi słowy, coś bardzo bliskiego „jajku” rozumianemu jako wczesny etap rozwoju było obecne już wśród prostych organizmów sprzed ponad miliarda lat.

Co z samą kurą? Kiedy narodziła się pierwsza naprawdę „kura”

Spór przy stole dotyczy jednak zwykle bardzo konkretnej wersji pytania: jeśli mówimy wyłącznie o kurze domowej, to co było pierwsze – kura czy jajko kury? Tutaj wchodzimy w bardziej precyzyjne, genetyczne rozumowanie.

Gatunek definiuje się m.in. przez zestaw cech zapisanych w DNA. W pewnym momencie w populacji ptaków bardzo podobnych do kur zaszła mutacja – niewielka zmiana w materiałe genetycznym – dzięki której osobnik wykluty z konkretnego jaja można już uznać za „pierwszą prawdziwą kurę” według współczesnych kryteriów.

To oznacza, że:

Z tej perspektywy jajko zawierające pierwszy zarodek kury istniało przed zwierzęciem dorosłym. Kura, którą można nazwać „pierwszą”, pojawia się dopiero w chwili wyklucia. Jajko wygrało więc wyścig nawet w tak wąskim, codziennym znaczeniu.

Dlaczego naukowcy w ogóle zajmują się taką zagadką

Dla wielu osób pytanie o pierwszeństwo wydaje się czystą ciekawostką. Biolodzy widzą w nim natomiast świetny pretekst, żeby opowiedzieć o ewolucji w sposób zrozumiały. Historie o kurzych jajach łatwo trafiają do wyobraźni, a za nimi można przemycić znacznie bardziej złożone idee.

• uświadomienie, że gatunki powstają stopniowo, a nie nagle,
• pokazanie, jak ważne są drobne mutacje kumulujące się przez pokolenia,
• przypomnienie, że nasze codzienne wyobrażenia często mijają się z tym, co pokazują skamieniałości i genetyka.

Badania nad organizmami takimi jak Chromosphaera perkinsii pomagają też lepiej zrozumieć, jak z pojedynczych komórek wyłoniły się złożone organizmy zwierzęce, w tym my sami. To już nie jest tylko akademicka zabawa, ale krok w stronę zrozumienia chorób rozwojowych, nowotworów czy procesów regeneracji tkanek.

Jak tę wiedzę wykorzystać w codziennej rozmowie

Przy najbliższej jajecznicy można więc odpowiedzieć na słynne pytanie bez wahania. Jeśli mowa o życiu na Ziemi ogólnie, etap przypominający jajko – komórka rozpoczynająca rozwój zarodka – istniał na długo przed pierwszymi ptakami. Jeżeli schodzimy do szczegółu i interesuje nas tylko kura domowa, wtedy jako pierwszy pojawia się pojedynczy egzemplarz jajka, z którego wykluła się „pierwsza kura”.

Taka rozmowa to dobra okazja, by wprowadzić do zwykłej pogawędki kilka pojęć z biologii ewolucyjnej. Można wspomnieć o mutacjach, o wspólnych przodkach różnych gatunków czy o tym, że nasze własne życie zaczyna się przecież od pojedynczej komórki, która dzieli się w bardzo podobny sposób, jak ten obserwowany u dawnych organizmów morskich.

W ten sposób banalne pozornie pytanie o kurę i jajko zmienia się w wejście do historii życia na Ziemi. A jednocześnie pozostaje świetnym tematem przy stole, bo dotyka czegoś, co każdy zna z własnego talerza.