Noge ove ribe napravljene su za hodanje - i istraživanje oceanskog dna

Noge ove ribe napravljene su za hodanje - i istraživanje oceanskog dna

Ova riba ima noge - ali nisu samo za hodanje. Znanstvenici su otkrili da Robin Sjevernog mora (Prionotus Carolinus) koristi svoje udove kako bi šetali morskim dnom za skeniranje morskog dna za zakopanu hranu.

Istraživanje je također otkrilo dokaze o tome kako je P. carolinus tijekom svoje evolucije preuredio udove kao senzorne organe. Genomske analize otkrile su evolucijsku povijest nogu unutar šire obitelji morskih robina (Triglidae). Rezultati su danas objavljeni u dva rada 1,, 2 opisano je u trenutnoj biologiji.

Posebna riba

Morski robini imaju izbočene oči poput žaba, peraja koje nalikuju pticama i šest nogu koje nalikuju rakovima. Oni su "najčudnija i najslađa riba koju sam ikad vidio", kaže Razvojni biolog David Kingsley sa Sveučilišta Stanford u Kaliforniji, koji proučava ove životinje.

Istraživači su odavno znali da noge P. Carolinus imaju posebne senzorne sposobnosti 3,, 4. Molekularni biolog Nicholas Bellono Sa Sveučilišta Harvard u Cambridgeu, Massachusetts, napominje da su Morski nadnaravni lov na Sea Robins toliko učinkovite da ih slijede druge ribe, nadajući se ostacima. Poznato je i da su šest nogu ribe prekrivene malim izbočinama koje izgledaju poput okusa. Međutim, znanstvenici prethodno nisu detaljno ispitali porijeklo sposobnosti životinje.

Bellonov tim želio je to promijeniti i na kraju udružio snage s Kingsleyjem i njegovom grupom. Istraživači su ribu stavili u rezervoar s dagnjama i kapsulama aminokiselina, a sve su zakopane pod sedimentom. Ribe su uspjele pronaći te predmete i kopati ih nogama u obliku lopate. Otkriveno je pomnije ispitivanje ovih kvrga, poznatih kao papila Molekule receptora okusa, koji su bili specijalizirani za otkrivanje aminokiselina i kemikalija koje su proizveli duboki-morski organizmi.

Međutim, najzanimljiviji rezultati uslijedili su nakon što su istraživači nadopunili opskrbu morskim robima. Ove ribe nisu mogle pronaći pokopanu hranu, a istraživači su otkrili da su slučajno stigli do druge vrste nogu: P. Evolans. Noge ove vrste bile su uže i nedostajale su papile, što ukazuje na to da su se legurnost i sposobnost okusa razvijali neovisno.

Znanstvenici su uspoređivali genome 13 vrsta morskih robina iz cijelog svijeta i stvorili evolucijsko obiteljsko stablo. To je pokazalo da su se prvo pojavile noge za hodanje. Senzorni organi su se kasnije razvili na nogama nekih vrsta.

Gene dugih nogu

Nakon ispitivanja aktivnih gena u udovima životinja, istraživači su se usredotočili na gen zvan TBX3A. Eksperimenti su pokazali da igra ulogu u stvaranju noge u kojoj druge ribe imaju peraju. Kad su istraživači koristili CRISPR -CAS9 alat za genetski inženjering kako bi mutirali TBX3A u nekim P. carolinus, riba je izgubila papile i sposobnost kopanja za hranu.

TBX3A kodira vrstu proteina poznatog kao faktor transkripcije. Jedan faktor transkripcije često regulira aktivnost različitih gena, omogućujući mu široke učinke. Bellono i Kingsley napominju da je jasno da TBX3A igra ulogu u razvoju nogu i percepciji ukusa. Međutim, znanstvenici dodaju da još ne znaju koja je mutacija promijenila aktivnost TBX3A u vrstama sa senzornim nogama ili kako je stvorila nove sposobnosti ribe. Jednom kada to razumiju, kaže Kingsley, istraživači su teoretski mogli teoretski CRISPR uređivanje genoma Koristite za stvaranje nogu i osjetilnih organa druge ribe.

"To su zaista značajni i zanimljivi rezultati", kaže Thomas Finger, biolog za stanicu i razvoj na Medicinskom fakultetu Sveučilišta u Koloradu u Aurori. Iznenadio se kad je vidio da nekim vrstama nedostaje sposobnost osjeta kemikalija, ali kaže da je studija učinkovito pokazala kako se ta sposobnost može razviti u novu osobinu modificirajući postojeći skup gena.

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

2. Herbert, A. L. i sur. 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).

Preuzmite reference