Picioarele acestui pește sunt făcute pentru mers - și pentru a explora fundul oceanului

Picioarele acestui pește sunt făcute pentru mers - și pentru a explora fundul oceanului

Acest pește are picioare - dar nu sunt doar pentru mers. Oamenii de știință au descoperit că Robinul Mării Nordului (Prionotus carolinus) își folosește membrele pentru a merge pe ambele pe fundul mării Pentru a scana malul mării pentru mâncare îngropată.

Cercetarea a relevat, de asemenea, dovezi ale modului în care P. carolinus și -a repopus membrele ca organe senzoriale pe parcursul evoluției sale. Analizele genomice au relevat istoria evolutivă a picioarelor în cadrul familiei mai largi de mare Robin (Triglidae). Rezultatele sunt în două lucrări publicate astăzi 1, 2 a fost descrisă în biologia actuală.

Peștele special

Robinele de mare au ochi proeminenți ca niște broaște, aripioare care seamănă cu păsări și șase picioare care seamănă cu crabi. Sunt „cel mai ciudat și mai tare pește pe care l -am văzut vreodată”, spune Biologul de dezvoltare David Kingsley de la Universitatea Stanford din California, care studiază aceste animale.

Cercetătorii au știut de mult timp că picioarele lui P. carolinus au abilități senzoriale speciale 3, 4. Biologul molecular Nicholas Bellono De la Universitatea Harvard din Cambridge, Massachusetts, observă că abilitățile de vânătoare supranaturale ale Sea Robins sunt atât de eficiente încât alți pești îi urmează, în speranța de rămășițe. De asemenea, se știe că cele șase picioare ale peștilor sunt acoperite cu umflături mici care arată ca papilele gustative. Cu toate acestea, oamenii de știință nu au examinat anterior originile abilităților animalului în detaliu.

Echipa lui Bellono a dorit să schimbe acest lucru și, în cele din urmă, și -a unit forțele cu Kingsley și grupul său. Cercetătorii au plasat peștele într -un rezervor cu midii și capsule de aminoacizi, toate îngropate sub sedimente. Peștii au reușit să găsească aceste obiecte și să le sape cu picioarele în formă de lopată. O examinare mai atentă a acestor denivelări, cunoscute sub numele de papile gustați molecule de receptori, care au fost specializați pentru a detecta aminoacizi și substanțe chimice produse de organismele de mare adâncime.

Cu toate acestea, cele mai interesante rezultate au venit după ce cercetătorii și -au completat oferta de robini de mare. Acești pești nu au putut găsi mâncarea îngropată, iar cercetătorii au descoperit că au ajuns din greșeală la o altă specie cu picioare: P. evolans. Picioarele acestei specii erau mai înguste și nu aveau papile, ceea ce indică faptul că legarea și capacitatea de a gusta au evoluat independent.

Oamenii de știință au comparat genomii a 13 specii de robin de mare din întreaga lume și au creat un arbore genealogic evolutiv. Acest lucru a arătat că mai întâi au apărut picioarele pentru mers. Ulterior, organele senzoriale s -au dezvoltat pe picioarele unor specii.

Gena picioarelor lungi

După ce au examinat genele active la membrele animalelor, cercetătorii s -au concentrat pe o genă numită TBX3A. Experimentele au arătat că acesta joacă un rol în formarea unui picior în care alți pești au o înotătoare. Când cercetătorii au folosit instrumentul de inginerie genetică CRISPR -CAS9 pentru a muta TBX3A în unele P. carolinus, peștele și -a pierdut papilele și capacitatea de a săpa pentru alimente.

TBX3A codifică un tip de proteină cunoscută sub numele de factor de transcripție. Un singur factor de transcripție reglează adesea activitatea unei varietăți de gene, permițându -i să aibă efecte răspândite. Bellono și Kingsley notează că este clar că TBX3A joacă un rol în dezvoltarea picioarelor și în percepția gustului. Cu toate acestea, oamenii de știință adaugă că nu știu încă ce mutație a schimbat activitatea TBX3A la speciile cu picioare senzoriale sau cum a dat naștere noilor abilități ale peștilor. Odată ce au înțeles asta, spune Kingsley, cercetătorii ar putea teoretic CRISPR EDITARE GENOME Folosiți pentru a crea picioare și organe senzoriale ale unui alt pește.

„Acestea sunt rezultate cu adevărat semnificative și interesante”, spune Thomas Finger, un biolog celular și dezvoltare la Școala de Medicină a Universității din Colorado din Aurora. El a fost surprins să vadă că unele specii nu aveau capacitatea de a simți substanțe chimice, dar el spune că studiul a arătat în mod eficient cum această abilitate ar putea evolua într -o nouă trăsătură prin modificarea unui set de gene existente.

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

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

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

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

Descărcați referințe