Šios žuvies kojos yra skirtos vaikščioti ir tyrinėti vandenyno dugną

Šios žuvies kojos yra skirtos vaikščioti ir tyrinėti vandenyno dugną

Ši žuvis turi kojas, tačiau jos ne tik vaikščioja. Mokslininkai sužinojo, kad Šiaurės jūros robinas (Prionotus Carolinus) naudoja savo galūnes abiem vaikščioti po jūros dugną Norėdami nuskaityti jūros dugną palaidotam maistui.

Tyrimas taip pat atskleidė įrodymus, kaip P. carolinus pertvarkė jo galūnes kaip jutimo organus per savo evoliuciją. Genominės analizės atskleidė kojų evoliucinę istoriją platesnėje jūros Robino šeimoje (Triglidae). Rezultatai pateikiami dviejuose šiandien paskelbtuose dokumentuose 1 Ar 2 buvo aprašyta dabartinėje biologijoje.

Ypatinga žuvis

Jūros robinai turi išsikišusias akis kaip varlės, pelekai, primenantys paukščius, ir šešias kojas, primenančias krabus. Jie yra „keisčiausia ir šauniausia žuvis, kokią aš kada nors mačiau“, - sako vystymosi biologas Davidas Kingsley Iš Stanfordo universiteto Kalifornijoje, kuris tiria šiuos gyvūnus.

Tyrėjai jau seniai žinojo, kad P. carolinus kojos turi ypatingus jutimo sugebėjimus 3 Ar 4. Molekulinė biologas Nicholas Bellono Iš Harvardo universiteto Kembridže, Masačusetso valstijoje pažymi, kad antgamtinių „Sea Robins“ medžioklės įgūdžiai yra tokie veiksmingi, kad kitos žuvys seka juos, tikėdamiesi likusių. Taip pat žinoma, kad šešios žuvies kojos yra padengtos mažomis iškilimais, kurie atrodo kaip skonio pumpurai. Tačiau mokslininkai anksčiau nebuvo išsamiai ištyrę gyvūno sugebėjimų kilmės.

Bellono komanda norėjo tai pakeisti ir galiausiai suvienijo jėgas su Kingsley ir jo grupe. Tyrėjai žuvis įdėjo į rezervuarą su midijomis ir aminorūgščių kapsulėmis, visos palaidotos nuosėdomis. Žuvys sugebėjo rasti šiuos daiktus ir iškasti juos su kastuvo formos kojomis. Atidžiau ištyrė šiuos iškilimus, žinomus kaip papillae, atskleidė skonio receptorių molekulės, kurie buvo specializuoti, kad aptiktų aminorūgštis ir chemines medžiagas, kurias gamina giliavandeniai organizmai.

Tačiau įdomiausi rezultatai buvo po to, kai tyrėjai papildė jų jūros robinų tiekimą. Šios žuvys negalėjo rasti palaidoto maisto, o tyrėjai sužinojo, kad netyčia pateko į kitą kojų rūšį: P. Evolanus. Šios rūšies kojos buvo siauresnės ir trūko papilių, tai rodo, kad įstatymai ir gebėjimas skoniui išsivystė savarankiškai.

Mokslininkai palygino 13 jūros robino rūšių iš viso pasaulio genomus ir sukūrė evoliucinį šeimos medį. Tai parodė, kad pirmiausia atsirado vaikščiojimo kojos. Jutiminiai organai vėliau išsivystė ant kai kurių rūšių kojų.

Ilgos kojų genas

Ištyrę aktyvius gyvūnų galūnių genus, tyrėjai sutelkė dėmesį į geną, vadinamą TBX3A. Eksperimentai parodė, kad jis vaidina vaidmenį formuojant koją, kurioje kitos žuvys turi peleką. Kai tyrėjai panaudojo CRISPR - CAS9 genetinės inžinerijos įrankį, norėdami mutuoti TBX3A kai kuriuose P. carolinus, žuvys prarado papilias ir sugebėjo kasti maistą.

TBX3A koduoja baltymo tipą, žinomą kaip transkripcijos faktorius. Vienas transkripcijos faktorius dažnai reguliuoja įvairių genų aktyvumą, leidžiantį jam turėti platų poveikį. Bellono ir Kingsley atkreipia dėmesį, kad akivaizdu, kad TBX3A vaidina svarbų vaidmenį vystant kojas ir skonio suvokimą. Tačiau mokslininkai priduria, kad jie dar nežino, kuri mutacija pakeitė TBX3A aktyvumą rūšims, turinčioms jutimo kojas, arba kaip tai sukėlė naujų žuvų sugebėjimų. Kai jie tai supranta, sako Kingsley, tyrėjai teoriškai galėjo teoriškai CRISPR genomo redagavimas Naudokite kitos žuvies kojas ir jutiminius organus.

„Tai tikrai reikšmingi ir įdomūs rezultatai“, - sako Thomas Fining, ląstelių ir vystymosi biologas Kolorado universiteto medicinos mokykloje Auroroje. Jis nustebo pamatęs, kad kai kurioms rūšims trūksta galimybės pajusti chemines medžiagas, tačiau jis sako, kad tyrimas iš tikrųjų parodė, kaip šis sugebėjimas gali išsivystyti į naują bruožą, modifikuodamas esamą genų rinkinį.

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

2. Herbertas, A. L. ir kt. 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).

Atsisiųskite nuorodas