Най-старата животинска полова хромозома се е развила в октоподите преди 380 милиона години (видео)

Ваня Милева Последна промяна на 07 март 2024 в 00:00 2373 0

Калифорнийски октопод Octopus bimaculoides

Кредит Wikimedia Commons

Калифорнийски октопод Octopus bimaculoides

Октоподите се открояват сред главоногите и другите безгръбначни поради странните си характеристики. Процесът им на чифтосване също е уникален. Мъжкият има хектокотил - видоизменено пипало, с чиято помощсамците пренасят своите сперматофори от своята мантийна празнина към мантийната празнина на женската. При някои главоноги дългият хектокотил се откъсва от тялото като задържа със себе си един или два сперматофора и плава самостоятелно докато проникне в мантийната празнина на самката.

Проучвания върху структурите и способностите на октоподите също хвърлят светлина върху еволюционните промени в животинското царство. Наскоро експерти откриват ролята на тези животни в разбирането на древния произход на половите хромозоми.

Определяне на пола

При повечето животни, като бозайници и някои насекоми, половите хромозоми определят дали даден организъм ще стане мъжки или женски. При хората жените имат две X полови хромозоми, докато мъжете обикновено имат една X и една Y полова хромозома.

За някои групи животни полът се определя по различен начин. Например учените не са съвсем наясно как главоногите, включително животни с меко тяло (калмари и октоподи) и същества с твърда черупка (наутилус), стават мъжки или женски. Експертите като цяло смятат, че факторите на околната среда като температурата играят жизненоважна роля, както и е при някои риби и влечуги.

Революционно откритие на генома на главоногите

През 2015 г. учени секвенират генома на главоноги за първи път, използвайки мъжки калифорнийски октопод Octopus bimaculoides. Водени от Каролин Албертин (Caroline Albertin) от Чикагския университет, те изследват молекулярните основи на иновациите в мозъка и тялото на главоногите. Резултатът от тяхното изследване е обсъден в статията "Геномът на октоподите и еволюцията на невронните и морфологични новости на главоногите" (The Octopus Genome and the Evolution of Cephalopod Neural and Morphological Novelties).

Албертин и нейните колеги идентифицират стотици специфични за главоногите гени, които показват повишени нива на експресия в специализирани структури като смукала, кожа и нервна система. Те също така откриват доказателства за широкомащабни геномни пренареждания, тясно свързани с експанзиите на подвижните гени. Анализът на изследователите предполага, че значителното разширяване на генните семейства е изиграло жизненоважна роля в еволюцията на морфологичните промени на главоногите.

В друго проучване, Габриел Кофинг (Gabrielle C. Coffing) от Университета на Орегон ръководи екип от изследователи в картографирането на генома на женски калифорнийски октопод Octopus bimaculoides. Те откривата 29 двойки хромозоми и една хромозома, наречена хромозома 17. От друга страна, геномът на мъжкия октопод има само две копия на хромозома 17. Това накара изследователите да заключат, че хромозома 17 е полова хромозома.

Това предположение бе потвърдено, когато учените секвенираха ДНК на други Octopus bimaculoides. Това означава, че мъжките винаги са имали две копия на хромозома 17, докато женскте имат само една.

Установено е също, че хромозома 17 съдържа няколко гена, подобни на тези, които кодират протеини в човешките репродуктивни тъкани, като протеин, открит в спермата. При животни като птици и пеперуди мъжките имат две Z полови хромозоми, докато женските имат една Z и една W полова хромозома.

Тъй като изследователите не са успели да намерят W хромозома в женските октоподи, това предполага, че мъжките имат ZZ полови хромозоми, докато женските имат ZO, като O показва липсата на W хромозома. Изследователите са открили Z хромозоми и в други видове октоподи и калмари, но не и в наутилусите.

Това означава, че Z хромозомата някога се е развила в еволюционната линия на съвременните калмари и октоподи след отделянето им от наутилоидите. Това означава, че Z хромозомата се е появила за първи път преди 450 и 250 милиона години и е запазена в наши дни.

Справка:

Albertin, C., Simakov, O., Mitros, T. et al. The octopus genome and the evolution of cephalopod neural and morphological novelties. Nature 524, 220–224 (2015). https://doi.org/10.1038/nature14668 

Cephalopod Sex Determination and its Ancient Evolutionary Origin Revealed by Chromosome-level Assembly of the California Two-Spot Octopus; Gabrielle C. Coffing, Silas Tittes, Scott T. Small, Jeremea O. Songco-Casey, Denise M. Piscopo, Judit R. Pungor, Adam C. Miller, Cristopher M. Niell, Andrew D. Kern; doi: https://doi.org/10.1101/2024.02.21.581452 

ИзточникOldest Animal Sex Chromosome Evolved in Octopuses 380 Million Years Ago, Study Reveals, Conelisa N. Hubilla, ScienceТimes

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !