Най-големият геном от всички животни, секвенирани досега, има един вид австралийска двойнодишаща риба. По-големият геном означава и повече случайни генни мутации, сред които може да се появят и полезни, които помагат в оцеляването и адаптирането в нови среди.
Това е хазарт. Но нещо подобно се е случило с нашите отдавнашни предци - тези, които споделяме с все още живите двойнодишащи риби. Те са имали късмета да получат многобройни случайни генни мутации, които да им помогнат да излязат от водата и да завземат сушата преди около 420 милиона години.
В същото време те стават предци на всички сухоземни животни с гръбначен стълб (тетраподи или четирикраки). Огромният геном, подобен на този, открит в съвременните двойнодишащи риби, може да е помогнал за това.
Сега изследователите са секвенирали целия геном на критично застрашената австралийска двойнодишаща риба Neoceratodus forsteri, която има най-големия известен животински геном. Той е 14 пъти по-голям от нашия.
Това е изисквало нови техники за секвениране на ДНК и огромна изчислителна мощ, които са технически възможни едва сега. За резултата са били нужни около 100 000 часа компютърно време за обработка. Всичко това е било нужно, за да се сглобят огромните 43 милиарда нуклеотида („буквите“ в генетичния код)..
„От геномна гледна точка двойнодишащите риби са на половината път между риба и наземно гръбначно животно“, обяснява пред New Scientist биологът Зигфрид Шлойсниг (Siegfried Schloissnig) от Изследователския институт по молекулярна патология (IMP) в Австрия.
От шестте все още живи вида двойнодишащи риби, четири са африкански, един южноамерикански и един австралийски. За първи път те се появяват във фосилните записи преди 400 милиона години.
Австралийската двойнодишаща риба Neoceratodus forsteri. Кредит: Haus des Meeres aquazoo
Австралийският вид се променил малко от времето, когато предците му са започнали да преминават от воден към сухоземен начин на живот, отбелязва Шлойсниг.
Когато е открит за първи път, погрешно е класифициран като земноводно, поради странната си комбинация на черти на риба и тритон, включително месестите му, подобни на крака перки и единичен дорсален (на гърба) бял дроб, който може да използва, за да диша въздух на повърхността на водата. Тези странни „живи вкаменелости“ могат да живеят до 100 години.
Преди това не бе ясно дали двойнодишащите риби и целакантите - група риби, наречени ръкоперки, също „живи вкаменелости“ с бял дроб - са по-тясно свързани със сухоземните гръбначни животни като бозайници и птици.
Новият геномен анализ показва недвусмислено, че двойнодишащите риби са по-тясно свързани с еволюционната линия, която е породила четириногите животни. Целакантите се отделят по-рано, докато линията на двойнодишащите се отклоняват преди 420 милиона години.
Гръбначни животни, потомци на пелагични ръкоперки от късния Девон. Кредит: Wikimedia Commons
„Това ... е изисквало редица еволюционни иновации, включително дишане на въздух, крайници, стойка, предотвратяване на изсушаването, отделяне на азота, възпроизвеждане и обоняние“, пишат изследователите в своя доклад.
Учените са идентифициралиа същите гени, отговорни за ембрионалното развитие на белите дробове, вече присъстваюи в двойнодишащите риби, както и лакътната и лъчевата кост, както и гените, които ги кодират. А също и гените за моделиране на крайниците на тетраподи като hox-c13 и sal1 никога не са наблюдавани при рибите.
"Такива нововъведения може да са предразположили ръкоперките към завладяване на сушата, демонстрирайки как геномът на надвойнодишащите риби може да допринесе за по-доброто разбиране на този важен преход в еволюцията на гръбначните животни", пишат учените.
Справка: Meyer, A., Schloissnig, S., Franchini, P. et al. Giant lungfish genome elucidates the conquest of land by vertebrates. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03198-8
Източници:
Australian lungfish has largest genome of any animal sequenced so far, New Scientist
The Massive Genome of The Lungfish May Explain How We Made The Leap to Land, ScienceАlert
Още по темата
Животът
Свирепа риба изскача на сушата, за да лови раци
Животът
Поне 11 вида риби може да имат способността да ходят на сушата
Животът
Палеонтолози разкриват кое е било най-опасното място в историята на Земята
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари