Przez dziesięciolecia, to wydawałoby się zabawne pytanie, zostało podniesione do rangi nieprzemijającego, ponadczasowego problemu dotyczącego zoologii i biologii rozwojowej, i sprawiło, że zarówno doświadczeni badacze, jak i studenci na wstępnych zajęciach z biologii rozważają to zagadnienie.
„To od wieków była zagadka zoologiczna” – powiedział Lowe, który jest również badaczem w Hopkins Marine Station i głównym autorem artykułu opublikowanego w czasopiśmie Nature. „Jak przejść od dwustronnego planu ciała do pięcioramiennego planu ciała i jak porównać jakąkolwiek część rozgwiazdy z naszym własnym planem ciała?”.
„Odpowiedź jest znacznie bardziej skomplikowana, niż się spodziewaliśmy” – powiedział Laurent Formery, główny autor i postdoc w laboratoriach Christophera Lowe’a w Stanford School of Humanities and Sciences i Daniela S. Rokhsary na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. „To po prostu dziwne i najprawdopodobniej ewolucja grupy była jeszcze bardziej skomplikowana”.
„Jeśli zdejmiesz skórę ze zwierzęcia i spojrzysz na genom odpowiedzialny za odróżnienie głowy od ogona, zauważysz, że te same geny kodują te regiony ciała we wszystkich grupach zwierząt” – powiedział Lowe. „Zignorowaliśmy więc anatomię i zapytaliśmy: Czy istnieje podstawowa oś molekularna i jaka jest jej rola w tworzeniu pięcioramiennego planu ciała rozgwiazdy?”.
„Najpierw pocięliśmy ramiona rozgwiazdy na cienkie odcinki od czubka do środka, od góry do dołu i od lewej do prawej” – powiedział Formery, zauważając, że rozgwiazdy regenerują brakujące kończyny. „Użyliśmy tomografii RNA, aby określić, które geny uległy ekspresji w każdym plasterku, a następnie „ponownie złożyliśmy” plasterki za pomocą modeli komputerowych. W ten sposób uzyskaliśmy trójwymiarową mapę ekspresji genów”. „W drugiej metodzie, reakcji hybrydyzacji in situ, zabarwiliśmy tkankę rozgwiazdy i wizualnie zbadaliśmy próbki, aby zobaczyć, gdzie gen został wyrażony” – powiedział Formery.
Badania wykazały, że rozgwiazdy mają obszar podobny do głowy w środku każdego ramienia i obszar podobny do ogona na obwodzie. Co zaskakujące, żadna część ektodermy rozgwiazdy nie wykazuje genetycznego wzoru „tułowia”, co sugeruje, że rozgwiazdy są w większości podobne do głów.
„Nawet w najnowszych publikacjach molekularnych, przy szkarłupniach nadal jest znak zapytania na drzewie ewolucyjnym, ponieważ wiemy o nich tak niewiele” – powiedział Formery. „Miło było pokazać, że — przynajmniej na poziomie molekularnym — mamy nowy element układanki, który można teraz umieścić na drzewie”.