През 2008 г. при проучване на подземните бактерии, които обитават златните мини в Южна Африка, учените намират за своя голяма изненада сложно многоклетъчно животно на километър и половина под земята.
Наистина подземните условия на живот с техните високи температури, оскъдно съдържание на кислород и значителна концентрация на метан се считат за подходящи само за съществуването на микроби.
Заради способността му да оцелява в буквално адски подземни условия изследователите нарекоха кръглия червей Halicephalobus mephisto - „червей“ в чест на Мефистофел - злият демон от творбата "Фауст" на Гьоте.
Според учените кръглият червей екстремофил е първият открит сложен жив организъм, който обитава такава дълбочина под земята (под водата има живот и на много по-големи дълбочини).
И наскоро, благодарение на усилията на екип биолози, ръководен от Джон Брахт (John Bracht) от Американския университет във Вашингтон, геномът на този удивителен червей за първи път е декодиран.
Изследването е публикувано в изданието Nature Communications.
Резултатите от дешифрирането на генетичната информация на дяволския червей изненадаха учените.
Еволюционна адаптация към топлината
Дяволският червей е първото подземно животно, на което е секвениран генома му. Геномът предлага доказателства за това как може да съществува животът под земната повърхност и показва как може да оцелее животът отвъд Земята, заяви Джон Брахт.
Анализът разкри, че геномът кодира необичайно голям брой протеини на топлинния шок (Heat shock proteins) известни като Hsp70, което е забележително, тъй като никой друг кръгъл червей, чийто геном е секвенциран, не показва такива огромни количества.
Генът, кодиращ Hsp70, е добре проучен ген, който съществува във всички форми на живот и възстановява клетката при топлинно увреждане.
Геномът има и допълнителни копия на гените AIG1. Те също гарантират оцеляването на растителните и животинските клетки, уточняват авторите. Ще са необходими още изследвания, но Брахт смята, че наличието на копия на гена означава еволюционна адаптация на червея.
Според Брахт именно множеството копия на защитните гени очевидно са свързани с високата способност на животното да се адаптира в неблагоприятни условия.
"Дяволският червей не може да избяга, той е под земята", обяснява Брахт. "Няма друг избор, освен да се адаптира или умре. Предлагаме, че когато едно животно не може да избяга от силната топлина, то започва да прави допълнителни копия на тези два гена, за да оцелее."
Между другото, в процеса на изследване ученият открива, че някои видове двучерупчести мекотели също имат увеличен брой копия на Hsp70 и AIG1. И всички те, също като дяволския червей, добре понасят високите температури.
„Извънземните кацнаха в Американския университет“
Брахт получи шанса да секвенира уникалния геном на червея като докторант в Принстънския университет. Той пренася проекта в Американския университет (AU) през 2014 г.
Преди близо десетилетие дяволският червей бе неизвестен за науката. Сега е обект на изучаване в лабораториите, включително и тази на Брахт. Когато Брахт пренася дяволските червеи от лаборатория в Южна Африка, той си спомня, че заявил пред студентите си, че извънземните са кацнали в AU. Метафората не е преувеличена. НАСА подкрепя изследванията на дяволския червей, защото наученото за него може да помогне в търсенето на живот отвъд Земята.
Декодираният ген на H. mephisto ще помогне да се разбере как живите организми биха могли да се адаптират към неблагоприятните условия на други планети. "Работа може да ни подтикне да разширим търсенето на извънземен живот", коментира Брахт.
Нематодите са много подходящи за проучвания на еволюционната адаптация, отбелязва Брахт. Те са се приспособили към разнообразна среда и са сред най-разпространените животни на земята.
Джон Брахт и неговият екип планират да изследват функцията на Hsp70 като инактивират гена за проверка на реакцията му на топлинен стрес. Биолозите имат намерение и да прехвърлят устойчивите на топлина гени към друг тип кръгли червеи - C. elegans. Учените искат да разберат дали това същество, което обикновено не издържа на високи температури, ще стане по-устойчиво на прегряване.
Справка:
- Deborah J. Weinstein, Sarah E. Allen, Maggie C. Y. Lau, Mariana Erasmus, Kathryn C. Asalone, Kathryn Walters-Conte, Gintaras Deikus, Robert Sebra, Gaetan Borgonie, Esta van Heerden, Tullis C. Onstott, John R. Bracht. The genome of a subterrestrial nematode reveals adaptations to heat. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-13245-8
- Megan N. Guerin, Deborah J. Weinstein, John R. Bracht. Stress Adapted Mollusca and Nematoda Exhibit Convergently Expanded Hsp70 and AIG1 Gene Families. Journal of Molecular Evolution, 2019; 87 (9-10): 289 DOI: 10.1007/s00239-019-09900-9
Източник: Researchers sequence genome of the 'devil worm', Science Daily
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари