Selle kala jalad on valmistatud kõndimiseks ja ookeani põranda uurimiseks

Selle kala jalad on valmistatud kõndimiseks ja ookeani põranda uurimiseks

Sellel kalal on jalad - kuid need pole ainult kõndimiseks. Teadlased on avastanud, et Põhjamere Robin (Prionotus carolinus) kasutab oma jäsemeid, et mõlemad mööda merepõhja kõndida merepõhja maetud toidu skannimiseks.

Uuringud näitasid ka tõendeid selle kohta, kuidas P. carolinus oma jäsemed sensoorsete elunditena oma evolutsiooni käigus ümber paigutas. Genoomianalüüsid näitas jalgade evolutsiooniajalugu laiemas Sea Robini perekonnas (Triglidae). Tulemused on täna avaldatud kahes artiklis 1, 2 on kirjeldatud praeguses bioloogias.

Spetsiaalne kala

Mererobiinidel on väljaulatuvad silmad nagu konnad, linde sarnanevad uimed ja kuus jalga, mis sarnanevad krabidega. Nad on “kõige kummalisemad ja lahedamad kalad, mida ma kunagi näinud olen”, ”ütleb arengubioloog David Kingsley Californias Stanfordi ülikoolist, kes õpivad neid loomi.

Teadlased on juba ammu teadnud, et P. carolinuse jalad on spetsiaalsed sensoorsed võimed 3, 4. Molekulaarbioloog Nicholas Bellono Massachusettsis Cambridge'is asuvast Harvardi ülikoolist märgib, et Sea Robinsi üleloomulikud jahioskused on nii tõhusad, et teised kalad järgivad neid, lootes järelejäänud. Samuti on teada, et kala kuus jalga on kaetud väikeste muhketega, mis näevad välja nagu maitsepungad. Kuid teadlased polnud varem üksikasjalikult uurinud looma võimete päritolu.

Bellono meeskond tahtis seda muuta ja ühendas lõpuks jõud Kingsley ja tema grupiga. Teadlased asetasid kalad rannakarpide ja aminohapete kapslitega paaki, mis kõik olid maetud sette alla. Kalad suutsid need objektid leida ja kaevata need labidakujuliste jalgadega. Nende papillide nime all tuntud konaruste lähem uurimine selgus Maitse retseptori molekulid, kes olid spetsialiseerunud süvamere organismide toodetud aminohapete ja kemikaalide tuvastamiseks.

Kõige huvitavamad tulemused tulid aga pärast seda, kui teadlased täiendasid oma mererobiinide pakkumist. Need kalad ei leidnud maetud toitu ja teadlased avastasid, et nad olid kogemata jõudnud teise jalaga liiki: P. evolans. Selle liigi jalad olid kitsamad ja neil puudus papillid, mis näitas, et legedus ja maitsmisvõime olid iseseisvalt arenenud.

Teadlased võrdlesid 13 Sea Robini liigi genoome kogu maailmast ja lõid evolutsioonilise sugupuu. See näitas, et kõndimise jalad ilmnesid kõigepealt. Hiljem arenesid sensoorsed elundid mõne liigi jalgadel.

Pikad jalad geen

Pärast loomade jäsemete aktiivsete geenide uurimist keskendusid teadlased geenile nimega TBX3A. Katsed näitasid, et see mängib rolli jala moodustumisel, kus teistel kaladel on uime. Kui teadlased kasutasid CRISPR - CAS9 geenitehnoloogia tööriista TBX3A muteerimiseks mõnes P. carolinus, kaotasid kalad papillid ja võime toitu kaevata.

TBX3A kodeerib transkriptsioonifaktorina tuntud valgu tüüpi. Üks transkriptsioonifaktor reguleerib sageli mitmesuguste geenide aktiivsust, võimaldades sellel laialt levinud mõju. Bellono ja Kingsley märgivad, et on selge, et TBX3A mängib rolli jalgade arendamisel ja maitse tajumisel. Kuid teadlased lisavad, et nad ei tea veel, milline mutatsioon muutis sensoorsete jalgadega liikide TBX3A aktiivsust või kuidas see põhjustas kala uusi võimeid. Kui nad sellest aru saavad, ütlevad Kingsley, võiksid teadlased teoreetiliselt CRISPR genoomi toimetamine Kasutage teise kala jalgu ja sensoorseid elundeid.

"Need on tõesti olulised ja huvitavad tulemused," ütleb Aurora Colorado ülikooli meditsiinikooli raku- ja arengubioloog Thomas Finger. Ta oli üllatunud, kui nägi, et mõnel liigil puudus võime tajuda kemikaale, kuid tema sõnul näitas uuring tõhusalt, kuidas see võime võib uueks tunnuseks areneda, muutes olemasolevat geenide komplekti.

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

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

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

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

Laadige alla viited