Nohy těchto ryb jsou vyrobeny pro chůzi - a prozkoumávání dna oceánu

Nohy těchto ryb jsou vyrobeny pro chůzi - a prozkoumávání dna oceánu

Tato ryba má nohy - ale nejsou jen pro chůzi. Vědci zjistili, že Robin Severního moře (Prionotus Carolinus) používá své končetiny k procházce podél mořského dna Prohledat mořské dno pro pohřbené jídlo.

Výzkum také odhalil důkazy o tom, jak P. Carolinus v průběhu svého vývoje znovu upravil své končetiny jako smyslové orgány. Genomické analýzy odhalily evoluční historii nohou v širší rodině Sea Robin (Triglidae). Výsledky jsou dnes ve dvou příspěvcích 1, 2 bylo popsáno v současné biologii.

Speciální ryba

Mořské robiny mají vyčnívající oči jako žáby, ploutve, které se podobají ptákům a šest nohou, které se podobají krabům. Jsou to „nejpodivnější a nejchladnější ryby, jaké jsem kdy viděl,“ říká Vývojový biolog David Kingsley ze Stanfordské univerzity v Kalifornii, která tato zvířata studuje.

Vědci již dlouho vědí, že nohy P. Carolinus mají speciální smyslové schopnosti 3, 4. Molekulární biolog Nicholas Bellono Z Harvardské univerzity v Cambridge v Massachusetts poznamenává, že nadpřirozené lovecké dovednosti Sea Robins jsou tak efektivní, že je sledují jiné ryby a doufají v zbytky. Je také známo, že šest nohou ryb je pokryto malými hrboly, které vypadají jako chuťové pohárky. Vědci však dříve nezkoumali původ schopností zvířete.

Bellonoův tým to chtěl změnit a nakonec spojil své síly s Kingsleym a jeho skupinou. Vědci umístili rybu do nádrže s mušle a aminokyselinovými kapslemi, všichni pohřbeni pod sedimentem. Ryby dokázaly tyto objekty najít a vykopat je svými lopatkovými nohama. Bližší zkoumání těchto hrbolů, známé jako Papille, odhalilo Chuť molekuly receptoru, kteří se specializovali na detekci aminokyselin a chemikálií produkovaných organismy hlubokých moří.

Nejzajímavější výsledky však přišly poté, co vědci doplnili jejich nabídku mořských robinů. Tyto ryby nemohly najít pohřbené jídlo a vědci zjistili, že se náhodou dostali k jinému druhu s nohou: P. evolanové. Nohy tohoto druhu byly užší a postrádaly papily, což naznačuje, že se nezávisle vyvinula čist a schopnost chuti.

Vědci porovnávali genomy 13 druhů mořských robinů z celého světa a vytvořili evoluční rodokmen. To ukázalo, že nohy pro chůzi se objevily jako první. Senzorické orgány se později vyvinuly na nohou některých druhů.

Gen dlouhých nohou

Po zkoumání aktivních genů v končetinách zvířat se vědci zaměřili na gen zvaný TBX3A. Experimenty ukázaly, že hraje roli při tvorbě nohy, kde ostatní ryby mají ploutev. Když vědci použili nástroj CRISPR - CAS9 Genetic Engineering pro zmutování TBX3A v některých P. Carolinus, ryby ztratily papily a schopnost kopat jídlo.

TBX3A kóduje typ proteinu známého jako transkripční faktor. Jeden transkripční faktor často reguluje aktivitu různých genů, což mu umožňuje mít rozšířené účinky. Bellono a Kingsley si všimnou, že je jasné, že TBX3A hraje roli při vývoji nohou a vnímání chuti. Vědci však dodají, že dosud nevědí, která mutace změnila aktivitu TBX3A u druhů s senzorickými nohama nebo jak to dalo vzniknout novým schopnostem ryb. Jakmile tomu pochopí, říká Kingsley, vědci mohli teoreticky teoreticky Editace genomu CRISPR Používejte k vytváření nohou a smyslových orgánů jiné ryby.

"To jsou opravdu významné a zajímavé výsledky," říká Thomas Finger, buněčný a vývojový biolog na University of Colorado School of Medicine v Aurora. Překvapilo ho, když viděl, že některým druhů postrádal schopnost vnímat chemikálie, ale říká, že studie efektivně ukázala, jak by se tato schopnost mohla vyvinout v nový rys úpravou existující sady genů.

1. Allard, C.A.H. et al. Curr. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.08.014 (2024).

2. Herbert, A.L. a kol. Curr. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.08.042 (2024).

3. Silver, W. L. & Finger, T. E. J. Comp. Physiol. 154, 167-174 (1984).

4. Bardach, J. E. & Case, J. Copeia 1965, 194-206 (1965).

Stáhnout odkazy