Tämän kalan jalat on tehty kävelyyn - ja tutkitaan merenpohjaa

Tämän kalan jalat on tehty kävelyyn - ja tutkitaan merenpohjaa

Tällä kalalla on jalat - mutta ne eivät ole vain kävelyä varten. Tutkijat ovat huomanneet, että Pohjanmeri Robin (Prionotus Carolinus) käyttää raajojaan molemmat kävelemään merenpohjaa pitkin Skannata merenpohja haudattuun ruokaan.

Tutkimus paljasti myös todisteita siitä, kuinka P. Carolinus muutti raajansa aistielimiksi evoluutionsa aikana. Genomianalyysit paljastivat jalkojen evoluutiohistorian laajemmassa meri Robin -perheessä (Triglidae). Tulokset ovat tänään julkaistussa lehdessä 1 - 2 on kuvattu nykyisessä biologiassa.

Erityinen kala

Sea Robins on ulkoneva silmät, kuten sammakot, linnut muistuttavat evät ja kuusi jalkaa, jotka muistuttavat rapuja. Ne ovat "omituisimpia ja tyylikkäimpiä kaloja, joita olen koskaan nähnyt”, sanoo kehitysbiologi David Kingsley Kalifornian Stanfordin yliopistosta, joka tutkii näitä eläimiä.

Tutkijat ovat jo kauan tienneet, että P. carolinuksen jaloilla on erityisiä aistinvaraisia ​​kykyjä 3 - 4. Molekyylibiologi Nicholas Bellono Cambridgen Harvardin yliopistosta Massachusetts toteaa, että Sea Robinsin yliluonnolliset metsästystaidot ovat niin tehokkaita, että muut kalat seuraavat heitä toivoen jääviä. On myös tiedossa, että kalan kuusi jalkaa peitetään pienillä kuoppilla, jotka näyttävät makuhermoilta. Tutkijat eivät kuitenkaan aiemmin olleet tutkineet eläimen kykyjen alkuperää yksityiskohtaisesti.

Bellonon joukkue halusi muuttaa tätä ja lopulta yhdisti voimansa Kingsleyn ja hänen ryhmänsä kanssa. Tutkijat asettivat kalat säiliöön, jossa on simpukoita ja aminohappokapseleja, jotka kaikki haudattiin sedimentissä. Kalat pystyivät löytämään nämä esineet ja kaivaamaan ne lapiomuotoisilla jaloillaan. Näiden kuopojen tarkempi tutkimus, joka tunnetaan nimellä papillae, paljastettiin maun reseptorimolekyylit, jotka olivat erikoistuneet syvänmeren organismien tuottamien aminohappojen ja kemikaalien havaitsemiseksi.

Mielenkiintoisimmat tulokset tulivat kuitenkin sen jälkeen, kun tutkijat täydensivät merirobiinien tarjontaa. Nämä kalat eivät löytäneet haudattua ruokaa, ja tutkijat huomasivat, että he olivat vahingossa päässeet toiseen jalka -lajiin: P. Evolans. Tämän lajin jalat olivat kapeampia ja puuttuivat papillaista, mikä osoittaa, että pelaaminen ja maun kyky olivat kehittyneet itsenäisesti.

Tutkijat vertasivat 13 merirobin -lajin genomeja ympäri maailmaa ja loivat evoluutio sukupuun. Tämä osoitti, että kävelyn jalat nousivat ensin. Aistielimet kehittyivät myöhemmin joidenkin lajien jalkoihin.

Pitkät jalat geeni

Tutkittuaan eläinten raajojen aktiivisia geenejä, tutkijat keskittyivät geeniin, jota kutsutaan TBX3A. Kokeet osoittivat, että sillä on rooli jalan muodostumisessa, jossa muilla kaloilla on evä. Kun tutkijat käyttivät CRISPR -CAS9 -geenitekniikan työkalua mutaattamaan TBX3A: ta joissain P. Carolinusissa, kalat menettivät papillat ja kyvyn kaivaa ruokaa.

TBX3A koodaa eräänlaista proteiinia, joka tunnetaan transkriptiotekijänä. Yksi transkriptiotekijä säätelee usein monien geenien aktiivisuutta, jolloin sillä voi olla laajalle levinneet vaikutukset. Bellono ja Kingsley huomauttavat, että on selvää, että TBX3A: lla on rooli jalan kehityksessä ja maun havainnoinnissa. Tutkijat kuitenkin lisäävät, että he eivät vielä tiedä, mikä mutaatio muutti TBX3A -aktiivisuutta lajeissa, joilla on aistijalat tai kuinka se aiheutti kalan uusia kykyjä. Kun he ymmärtävät sen, Kingsley sanoo, tutkijat voivat teoreettisesti Crispr -genomin muokkaus Käytä toisen kalan jalkojen ja aistielimien luomiseen.

"Nämä ovat todella merkittäviä ja mielenkiintoisia tuloksia", sanoo Auroran Coloradon yliopiston lääketieteellisen korkeakoulun solu- ja kehitysbiologi Thomas Finger. Hän oli yllättynyt nähdessään, että joillakin lajeilla ei ollut kykyä tunnistaa kemikaaleja, mutta hänen mukaansa tutkimus osoitti tehokkaasti, kuinka tämä kyky voisi kehittyä uudeksi piirteeksi muuttamalla olemassa olevaa geenisarjaa.

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

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

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

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

Lataa viitteet