18 септември 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Защо птицечовката е толкова странна: ​​гените й са от птици, влечуги и бозайници

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 08 януари 2021 в 10:01 61210
Снимка: Wikimedia Commons

Често смятан за най-странния бозайник в света, птицечовката, има множество причудливи характеристики: тя снася яйца, вместо да ражда живи бебета, „изпотява“ мляко, има отровни шпори, козина, която свети и дори е снабдена с 10 полови хромозоми, а ние, хората сме само с две.

За първи път международен екип от изследователи, ръководен от биолози от Университета в Копенхаген, картографира пълен геном на птицечовката и е намерил отговори за произхода на няколко нейни странни характеристики.

Птицечовката е наистина едно от най-странните същества на Земята. Заедно с ехидната, тези две австралийски животни принадлежат към тясно специализирана група бозайници, известни като еднопроходни.

Гените и на двете са относително примитивни и непроменени, разкривайки странна комбинация от няколко класове гръбначни животни, включително птици, влечуги и бозайници.

Изследването е публикувано в научното списание Nature.

Четири от петте съществуващи еднопроходни вида: птицечовка (горе вляво), късоклюна ехидна (горе вдясно), западна дългоклюна ехидна (долу вляво) и реплика на източна дългоклюна ехидна (долу вдясно). Кредит: Wikimedia Commons

„Пълният геном ни предостави отговорите как са се появили някои от странните черти на птицечовката. В същото време декодирането на генома на птицечовката е важно, за да разберем по-добре как са еволюирали другите бозайници - включително ние, хората. Той съдържа ключът защо ние и другите плацентни бозайници еволюираме, за да се превърнем в животни, които раждат живи малки, вместо животни, които носят яйца“, обяснява професор Гуодзие Джан (Guojie Zhang) от Департамента по биология.

Илюстрацията на Фредерик Нодър от първото научно описание през 1799 г. на „Platypus anatinus“.Откакто европейците откриват птицечовката в Австралия в края на 18-ти век, странното, подобно на патица, полуводно същество обърква изследователите. Кредит: Wikimedia Commons

Групата, към която принадлежи птицечовката, еднопроходни, е съществувала милиони години преди появата на всеки съвременен бозайник.

„Всъщност птицечовката принадлежи към класа Mammalia (бозайници). Но генетично тя е смес от бозайници, птици и влечуги. Тя е запазила много от оригиналните черти на своите предци - които вероятно допринасят за успеха й в адаптирането към средата, в която живее “, обяснява професор Джан.

Платипус (птицечовка), Национален парк Еунгела, Куинсланд, Австралия. Кредит: Wikimedia Commons

Снася яйца, "изпотява" мляко и няма зъби

Една от най-необичайните характеристики на птицечовката е, че макар да снася яйца, тя също има млечни жлези, използвани за хранене на бебетата, не чрез зърната, а чрез мляко - което се отделя като пот от тялото й.

По време на нашата собствена еволюция ние, хората, загубваме и трите така наречени гени на вителогенина, всеки от които е важен за производството на яйчни жълтъци. Птиците, от друга страна, продължават да имат и трите. Проучването показва, че птицечовките все още носят един от тези три гена на вителогенина, въпреки че са загубили другите два преди около 130 милиона години. Птицечовката продължава да снася яйца по силата на този един останал ген. Това вероятно е така, защото не са толкова зависими от създаването на жълтъчни протеини, колкото птиците и влечугите, тъй като птицечовките произвеждат мляко за малките си.

При всички други бозайници вителогениновите гени са заменени с казеинови гени, които са отговорни за способността ни да произвеждаме казеинов протеин, основен компонент в млякото на бозайниците. Новото изследване показва, че птицечовката носи и казеинови гени и по този начин съставът на млякото им е доста сходен с този на кравите, хората и други бозайници.

Кредит: Wikimedia Commons

„Това ни дава информация, че производството на мляко при всички съществуващи видове бозайници е развито чрез един и същ набор от гени, получени от общ прародител, живял преди повече от 170 милиона години - заедно с ранните динозаври в юрския период“, разказва Гуодзие Джан.

Друга черта, която прави птицечовката толкова уникална, е, че за разлика от по-голямата част от бозайниците е беззъба. Въпреки че най-близките предци на тези еднопроходни са били със зъби, съвременната птицечовка е оборудвана с две рогови плочи, които се използват за смачкване на храната. Проучването разкрива, че птицечовката е загубила зъбите си преди около 120 милиона години, когато четири от осемте гена, отговорни за развитието на зъбите, са изчезнали.

Кредит: Wikimedia Commons

Животно само с 10 полови хромозоми

Още една странност на птицечовката, изследвана от учените, е как се определя пола й. Както хората, така и всеки друг бозайник на Земята имат две полови хромозоми, които определят пола - X и Y хромозомната система, в която XX е жена и XY е мъж. Еднопроходните обаче, включително птицечовката, имат 10 полови хромозоми, с пет Y и пет X хромозоми.

Благодарение на разкриването на почти пълния геном на хромозомно ниво, изследователите вече могат да предположат, че тези 10 полови хромозоми в предците на еднопроходните са били организирани в пръстеновидна форма, която по-късно е била разделена на много малки парчета от X и Y хромозоми. В същото време картографирането на генома показва, че по-голямата част от половите хромозоми на еднопроходните имат повече общо с птиците, отколкото с хората. Но това, което показва, е еволюционната връзка между бозайници и птици.

Отровната шпора на мъжка птицечовка Птицечовка, плуваща в река Брокен, Куинсланд.
Кредит: Wikimedia Commons

Факти за птицечовката

  1. Птицечовката е ендемичен вид за Източна Австралия и Тасмания. Тя е защитен вид и е класифицирана от IUCN като почти застрашен.
  2. Сред причините, поради които птицечовките се считат за бозайници, е, че имат млечни жлези, растат им косми и имат три кости в средните уши. Всяка от тези черти ги определя като бозайник.
  3. Птицечовката принадлежи към разред еднопроходни, наречен така, тъй като еднопроходните използват единствен отвор за уриниране, дефекация и сексуално размножаване.
  4. Животното е отличен плувец и прекарва голяма част от времето си в лов за насекоми и миди в реките.
  5. Отличителният му клюн е пълнен с електрически сензори, които се използват за намиране на плячка в калните речни корита.
  6. Мъжката птицечовка има отровна шпора зад всеки от задните си крака. Отровата е достатъчно силна, за да убие куче и се използва, когато самците се бият за територия.
  7. Друго проучване от 2020 г. демонстрира, че козината на птицечовката е флуоресцентна. Кафявата козина на животното отразява в синьо-зелен цвят, когато е поставена под UV светлина.

Относно проучването

Усъвършенстваната технология за секвениране на гени, която съчетава многобройни авангардни методи, позволи на изследователския екип да картографира почти пълния геном на хромозомно ниво както от птицечовката, така и от нейния братовчед, ехидната - единствените два понастоящем живи вида еднопроходни животни. Данните за гените запълват 90 % от пропуските в предишните генетични карти. 

Изследователите сравняват гените на еднопроходните и геномите на птици, хора, плъхове, тасманийски дяволи и гущери.

Справка: “Platypus and echidna genomes reveal mammalian biology and evolution” by Yang Zhou, Linda Shearwin-Whyatt, Jing Li, Zhenzhen Song, Takashi Hayakawa, David Stevens, Jane C. Fenelon, Emma Peel, Yuanyuan Cheng, Filip Pajpach, Natasha Bradley, Hikoyu Suzuki, Masato Nikaido, Joana Damas, Tasman Daish, Tahlia Perry, Zexian Zhu, Yuncong Geng, Arang Rhie, Ying Sims, Jonathan Wood, Bettina Haase, Jacquelyn Mountcastle, Olivier Fedrigo, Qiye Li, Huanming Yang, Jian Wang, Stephen D. Johnston, Adam M. Phillippy, Kerstin Howe, Erich D. Jarvis, Oliver A. Ryder, Henrik Kaessmann, Peter Donnelly, Jonas Korlach, Harris A. Lewin, Jennifer Graves, Katherine Belov, Marilyn B. Renfree, Frank Grutzner, Qi Zhou and Guojie Zhang, 6 January 2021, Nature.

DOI: 10.1038/s41586-020-03039-0

Източник:

Now We Know Why Platypus Are So Weird - Their Genes Are Part Bird, Reptile, And Mammal, 

New Genetics Research Reveals How Earth’s Oddest Mammal Got to Be So Bizarre


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.