Dabar mes žinome, kodėl plekšniai yra tokie keisti – jų genai yra paukščių, roplių ir žinduolių dalis

Plekšnė, valganti kirminą. (John Carnemolla / Getty Images)

Ką tik buvo išleistas pirmasis pilnas plekšnės genomo žemėlapis, ir jis toks pat keistas, kaip ir galima tikėtis iš būtybės, turinčios 10 lytinių chromosomų, porą nuodingų spyglių,fluorescencinis kailis, ir odą, kuri „prakaituoja“ pienu.

Antisnapis plekšnė tikrai yra viena keisčiausių būtybių Žemėje. Kartu su smailia echidna šie du Australijos gyvūnai priklauso labai specializuotai žinduolių grupei, vadinamai monotremai, kurie deda kiaušinėlius, bet ir maitina savo jauniklius pienu.

Abiejų genai yra gana primityvūs ir nepakitę, atskleidžiantys keistą kelių stuburinių gyvūnų klasių, įskaitant paukščius, roplius ir žinduolius, mišinį.



Kad ir kaip iš pradžių atrodytų plekšnė, būtent tie skirtumai atskleidžia mūsų panašumus ir bendrus protėvius su kitais Žemės stuburiniais gyvūnais.

Mokslininkai mano, kad jo genomas gali mums atskleisti mūsų pačių evoliucijos paslaptis ir tai, kaip mūsų tolimi žinduoliai protėviai nuo kiaušinių dėjimo iki gimdymo.

„Visas genomas suteikė mums atsakymus į tai, kaip atsirado keletas keistų plekšnių bruožų. paaiškina evoliucijos biologas Guojie Zhang iš Kopenhagos universiteto.

„Tuo pačiu metu plekšnių genomo dekodavimas yra svarbus siekiant geriau suprasti, kaip vystėsi kiti žinduoliai, įskaitant mus, žmones.

Ankstesniais metais plekšnės patelės genomas buvo sekvenuotas, tačiau be Y chromosomų sekos trūko daug informacijos.

Naudodami plekšnės patiną, mokslininkai dabar sukūrė fizinį žemėlapį su labai tiksliu plekšnės genomu.

Šiandien gyvi žinduoliai yra suskirstyti į tris grupes, įskaitant monotremus, marsupials ir euterinius arba „placentus“. Mes, žmonės, priklausome paskutinei grupei.

Kartu pastarieji du sudaro poklasį, žinomą kaip Terijos žinduoliai . Visi Terijos žinduoliai atsiveda jauniklius, tačiau monotremos tiesiog per daug skiriasi, kad jas būtų galima sujungti su ta grupe.

Vis dar neaišku, kada visos trys šios skirtingos grupės pirmą kartą pradėjo skirtis viena nuo kitos. Kai kurie mano, kad monotremos pirmiausia išsiskiria, o paskui pavyzdį seka marsupial ir eutherians. Kiti mano, kad visos trys grupės išsiskyrė maždaug tuo pačiu metu .

Plekšnės genomas dabar padėjo išsiaiškinti kai kurias datas. Duomenys, surinkti iš echidnų ir plekšnių linijų, rodo, kad paskutinis jų bendras protėvis gyveno prieš 57 milijonus metų.

Tuo tarpu monotremos kaip visuma, atrodo, skyrėsi nuo marsupialų ir euterinių žinduolių maždaug prieš 187 milijonus metų.

Net ir po viso to laiko pusiau vandens plekšnė išliko nepaprastai nepakitusi, Australijos krūmo nišoje, kurios daugelis žvėrių ir žinduolių tiesiog negali.

Autorius ypač domino gyvūno lytinės chromosomos, kurios, atrodo, yra kilusios nepriklausomai nuo kitų Terijos žinduolių, kurių visose yra paprasta XY pora.

Tačiau plekšnė yra vienintelis žinomas gyvūnas, turintis 10 lytinių chromosomų (echidnos turi devynias). Platypus turi 5X ir 5Y chromosomas, išdėstytas žiede, kuris, atrodo, suskilo į dalis žinduolių evoliucijos eigoje.

Lygindami šią chromosomų informaciją su žmonių, oposų, Tasmanijos velnių, viščiukų ir driežų genomais, autoriai nustatė, kad plekšnių lytinės chromosomos turi daugiau bendro su paukščiais, tokiais kaip viščiukai, nei su žinduoliais, tokiais kaip žmonės.

Tačiau nors plekšnės kiaušinius deda kaip viščiukai, jauniklius maitina pienu kaip terija žinduoliai.

Todėl nenuostabu, kad monotreminiuose genomuose yra dauguma pieno genų, kuriuos turi kiti Terijos žinduoliai.

Kazeino genai padeda užkoduoti tam tikrus žinduolių pieno baltymus, tačiau atrodo, kad monotremai turi papildomų kazeinų, kurių funkcijos nežinomos. Beje, jų pienas nėra panašus į karvės ar net žindančio žmogaus pieną.

Taigi plekšnė tikriausiai nėra taip priklausoma nuo kiaušinių baltymų kaip kitos paukščių ir roplių rūšys, nes vėliau gali maitinti savo jauniklius per laktacijos liaukas, esančias ant odos.

Jo genomas tai palaiko. Nors paukščiai ir ropliai remiasi trimis genais, koduojančiais pagrindinius kiaušinių baltymus, atrodo, kad plekšnė prarado daugumą šių genų maždaug prieš 130 milijonų metų. Viščiukai šiandien turi visus tris kiaušinių baltymų genus, žmonės neturi nė vieno, o plekšnė turi tik vieną pilnai funkcionuojančią kopiją.

Plekšnė yra keista tarpinė, o jos genomas yra tarsi tiltas į mūsų pačių evoliucinę praeitį.

„Jis informuoja mus, kad visų išlikusių žinduolių rūšių pieno gamyba buvo sukurta naudojant tą patį genų rinkinį, gautą iš bendro protėvio, gyvenusio daugiau nei prieš 170 milijonų metų, kartu su ankstyvaisiais dinozaurai Juros periodu“, Zhang sako .

Visas genomas taip pat atskleidė keturių genų, susijusių su dantų vystymusi, praradimą, kurie tikriausiai išnyko maždaug prieš 120 milijonų metų. Norėdami valgyti, plekšnė dabar naudoja porą į ragą panašių lėkščių, kad sumaltų maistą.

Nuodingas spurtas ant užpakalinių kojų gali būti paaiškintas būtybės defenzino genais, kurie yra susiję su kitų žinduolių imunine sistema ir, atrodo, sukelia unikalius baltymus jų nuoduose. Atrodo, kad echidnos, kurioms taip pat buvo sekvenuoti visi genomai, prarado šį pagrindinį nuodų geną.

Autoriai pasakyti jų rezultatai atspindi „vieną įspūdingiausių plekšnių ir echidnos biologijų“.

„Nauji abiejų rūšių genomai leis daugiau sužinoti apie terijines naujoves ir šių nepaprastų kiaušinėlius dedančių žinduolių biologiją bei evoliuciją“, daryti išvadą .

Tyrimas buvo paskelbtas m Gamta .

Apie Mus

Nepriklausomų, Patikrintų Sveikatos, Erdvės, Gamtos, Technologijos Ir Aplinkos Ataskaitų Paskelbimas.