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Betrachten Sie Blut als modernes Wunder: rot, fließend, völlig vertraut. Doch in jedem Tropfen können Mechanismen verborgen sein, die älter sind als die Tiere selbst.
Forscher unter Leitung der Universität Kyoto haben die Abstammung der Blutzellen bis etwa 700 Millionen Jahre zurückverfolgt und herausgefunden, dass die Zellen, die durch unsere Adern fließen, nicht von mehrzelligen Tieren von Grund auf neu erfunden wurden. Stattdessen wirken sie wie umfunktionierte Werkzeuge, genetische Schaltkreise und Verhaltensweisen, die von einzelligen Vorfahren übernommen und über die lange Evolution zusammengesetzt wurden.
Wie liest man eine Vergangenheit, die keine Knochen hinterlassen hat? Man liest ihre Moleküle. Das Team verglich Transkriptome, also aktive Genexpressionsprofile, von Blut- und Immunzellen über eine breite Auswahl an Lebewesen: Menschen, Mäuse, Zebrafische, Seescheiden, Seeigel, Fliegen, Würmer, Schwämme und sogar nahe einzellige Verwandte der Tiere. Die Logik ist einfach. Wenn zwei weit entfernte Zelltypen auf sehr ähnliche Regulationsprogramme angewiesen sind, könnten sie auf denselben ursprünglichen Bauplan zurückgehen.
Das Muster, das sich zeigte, war auffällig. Frühe Blutzellen ähneln weniger den schlanken Sauerstoffträgern und mehr zähen Aasfressern: amöbenähnlichen Räubern, die Partikel im Ganzen verschlangen. Denken Sie an Makrophagen, jene großen weißen Blutzellen, die Schutt und eindringende Mikroben aufräumen. Genetische Signaturen für Phagozytose und Zellbeweglichkeit fanden sich nicht nur in verschiedenen Tierlinien, sondern auch in mehreren einzelligen Arten, was darauf hindeutet, dass diese Verhaltensweisen der Mehrzelligkeit vorausgehen.
Ein Gen tauchte immer wieder auf: Fos. Dieser Regulator hilft Zellen, ihren Zustand zu verändern und auf die Umwelt zu reagieren. Als die Forscher die Fos-Expression in einem einzelligen Verwandten erhöhten, verließen die Zellen ihr übliches zusammenhängendes Leben und kehrten zu einem solitären, amöboiden Modus zurück, wobei sie sich eher wie phagozytische Jäger als wie soziale Kolonien verhielten. Diese einfache Manipulation deutete auf eine tiefe Kontinuität hin: Die genetischen Werkzeuge für makrophagenähnliche Funktionen waren bereits in einzelligen Vorfahren lange vor der Entstehung der Tiere vorhanden.
Aus diesem alten, makrophagenähnlichen Ursprung scheint sich der evolutionäre Stammbaum des Blutes zu verzweigen. Eine Linie führte zu Mastzellen, schnellen Wächterzellen des Immunsystems, die später in Zelltypen wie T-Zellen, rote Blutkörperchen und Thrombozyten differenzierten. Der aus Makrophagen hervorgegangene Zweig entwickelte sich hingegen zu Zellen wie B-Zellen, die Antikörper produzieren. Es ist ein Familienstammbaum, geschrieben in Genexpression statt in Fossilien.
Diese Rekonstruktion hat praktische Vorteile. Zu verstehen, wie Programme von Blutzellen zusammengesetzt wurden, hilft zu erklären, warum bestimmte Krankheiten entstehen und wie zelluläre Verhaltensweisen bei Erkrankungen wie Krebs umverkabelt werden. Sie setzt auch eine alltägliche Tatsache in ein neues Licht: Diese Immunpatrouillen und Sauerstoffträger sind evolutionäre Experimente, die begannen, als das Leben noch einzellig war.
„Ich bin tief bewegt von diesen Erkenntnissen“, sagte Hiroshi Kawamoto von der Universität Kyoto und bezeichnete die Studie als den Höhepunkt einer langen Anstrengung, die Differenzierung von Blutzellen über weite Zeiträume hinweg zu kartieren. Co-Autor Yosuke Nagahata fügte hinzu, dass die Erkenntnis, dieses Erbe zirkuliere in unseren Körpern, eine andere Art von Nähe zum uralten Leben vermittelt.
Die Arbeit erscheint in den Proceedings of the National Academy of Sciences und öffnet ein Fenster dafür, wie Innovationen durch Umverdrahten und Wiederverwenden alter Teile entstehen können, anstatt vollständig neue zu erfinden. Beim nächsten Mal, wenn Sie Ihren Puls fühlen, bedenken Sie Folgendes: Ihr Blut hält Sie nicht nur am Leben, es trägt auch eine Geschichte, die lange begann, bevor Tiere den Planeten betraten.
Quelle: sciencealert
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