Hogyan fejlődtek a bálnák és a delfinek az életen át a tengeren
Egy új tanulmány azt mutatja, hogy a cetfélék genomjai, köztük a delfinek és a bálnák, fontos módon megváltoztak annak érdekében, hogy ezek az állatok áttérhessenek a szárazföldi és a vízi környezetre.
Bár a cetfélék, például a delfinek és a bálnák, úgy néznek ki, mint a halak, és - akárcsak a halak - vízi környezetben élnek, valójában vízi emlősök.
Ezért sok szempontból közelebb vannak a szárazföldi gerincesekhez, amelyek fiatalon élnek, majd ápolják őket.
A kutatók most már tudják, hogy a cetfélék mintegy 52,5 millió évvel ezelőtt a szárazföldi ősökből fejlődtek ki, és a tengeri életre tértek át.
Ehhez a drasztikus változáshoz ez az emlőscsoport az idők folyamán lassan alkalmazkodott, különböző biológiai tulajdonságokat fejlesztve, amelyek megfelelnek a víz alatti élet követelményeinek.
Míg némelyik - beleértve az uszonyokat, a békalábakat és az aquadinamikus testformát - könnyen észrevehető, más adaptációk finomabbak, de nem kevésbé fontosak.
A németországi Drezdában működő két Max Planck Intézet, a Riverside-i Kaliforniai Egyetem és az Amerikai Természettudományi Múzeum (New York, NY) tanulmánya megmutatja, hogyan fejlődött a cetfélék genetikai felépítése, hogy az óceánban élhessenek .
A folyóiratban megjelenő kutatási cikkben A tudomány fejlődése, a szerzők elmagyarázzák, hogy ez az átmenet részben azért volt lehetséges, mert a delfinekben, a bálnákban és más cetfélékben évezredek alatt specifikus gének inaktívvá váltak.
85 „elveszett gén” megkönnyíthette a tengeri életet
Matthias Huelsmann vezető szerző és munkatársai érdekeltek abban, hogy jobban megértsék, hogyan alkalmazkodtak a cetfélék genomjai ahhoz, hogy a víz alatt boldoguljanak.
Ehhez 19 különböző típusú emlősfajban 19 769 gént "fésültek meg" - köztük, amint azt tanulmányukban kifejtik, "négy cet, két toboz [egy fókákat és diókat tartalmazó klád], egy manát és 55 szárazföldi emlős ”- olyan gének keresése, amelyek inaktívvá váltak, miután a cetfélék kifejlődtek szárazföldi őseikből.
„Annak érdekében, hogy pontosan meghatározzuk azokat a géneket, amelyek inaktiválódtak a szárazföldi és a víz közötti átmenet során a cetfélék törzssorában, a közönséges víziló, egy félig vízi emlős nemrégiben szekvenált genomját használtuk fel, amely […] a legközelebb él a cetfélékhez képest. , és csak azokat a géneket vette figyelembe, amelyeknél nem észleltek inaktiváló mutációkat a vízilónál ”- magyarázzák a tanulmány szerzői.
Így a csapatnak sikerült 85 „elveszett gént” azonosítani. Míg a korábbi kutatások már azonosítottak ezek egy részét, 62 (73% -nak felel meg) új felfedezés volt.
Az egyik inaktivált gén - a kutatók magyarázata szerint - szerepet játszik a nyálelválasztásban. Míg a nyál segíti a szárazföldi emlősöket az élelmiszerek kenésében és lágyításában, valamint az emésztési folyamat elindítását specifikus enzimek révén, a vízi emlősök számára szükségtelenné vált, mert a víz helyette képes ellátni ezeket a „feladatokat”.
Két másik „elveszett” génre volt szükség a vérrögképződéshez. Inaktiválásuk azonban valószínűleg lehetővé tette más, a vízi élővilág számára hasznosabb sebzáró mechanizmusok fejlődését.
A másik kulcsfontosságú veszteség a tüdő működésében szerepet játszó bizonyos gének vesztesége volt. Az új genetikai felépítés lehetővé teszi a cetfélék tüdejének összeomlását, amikor mélyen a tengerbe merülnek.
"Noha a tüdő összeomlása súlyos klinikai problémát jelentene az emberek számára, mind a felhajtóerő, mind a cetfélék dekompressziós betegségének kialakulásának kockázatát csökkenti" - magyarázza Huelsmann és munkatársai.
A cetfélékből kiderült, hogy elvesztettek minden olyan gént is, amely lehetővé teszi az emlősök számára, hogy szintetizálják a melatonint, egy olyan hormont, amely segít az alvás és az ébrenlét ciklusainak szabályozásában.
Ezekben a vízben élő emlősökben ez a veszteség egy másik típusú alvás kialakulásához vezethetett, amelyet unihemisphericus alvásnak hívnak. Ebben az alvási formában csak az agy fele nyugszik, míg a másik fele éber marad. Ez a mechanizmus lehetővé teszi, hogy a cetfélék a felszínre ússzanak, vagy szükség esetén több hőt termeljenek.
A kutatók szerint ezek az adaptációk mind hozzájárulhattak a bálnákhoz, delfinekhez és hasonló vízi emlősökhöz, amelyek jobban hasonlítanak a halakhoz.
"[A] megállapítások azt sugallják, hogy a cetfélék génvesztése nemcsak a vízi specializációkhoz kapcsolódik, hanem részt vehetett a teljes vízi környezethez való alkalmazkodásban is" - vonják le a kutatók.
