Noge te ribe so narejene za hojo - in raziskovanje oceanskega dna

Noge te ribe so narejene za hojo - in raziskovanje oceanskega dna

Ta riba ima noge - vendar niso samo za hojo. Znanstveniki so odkrili, da severno morsko robin (Prionotus Carolinus) uporablja svoje okončine za oba hoja po morskem dnu za skeniranje morskega dna za zakopano hrano.

Raziskava je razkrila tudi dokaze, kako je P. Carolinus v času evolucije preuredil svoje okončine kot senzorične organe. Genomske analize so razkrile evolucijsko zgodovino nog znotraj širše družine Sea Robin (Triglidae). Rezultati so danes v dveh dokumentih, objavljenih 1, 2 je bil opisan v trenutni biologiji.

Posebne ribe

Morski robini imajo štrleče oči, kot so žabe, plavuti, ki spominjajo na ptice, in šest nog, ki spominjajo na rake. So "najbolj čudne in najbolj kul ribe, kar sem jih kdaj videl," pravi razvojni biolog David Kingsley z univerze Stanford v Kaliforniji, ki študira te živali.

Raziskovalci že dolgo vedo, da imajo noge P. carolinusa posebne senzorične sposobnosti 3, 4. Molekularni biolog Nicholas Bellono z univerze Harvard v Cambridgeu v Massachusettsu ugotavlja, da so nadnaravne lovske sposobnosti Sea Robinsa tako učinkovite, da jim sledijo druge ribe v upanju na ostanke. Znano je tudi, da je šest nog rib pokrito z majhnimi izboklinami, ki so videti kot okusni brsti. Vendar znanstveniki predhodno niso podrobno preučili izvora živali.

Bellonova ekipa je to želela spremeniti in na koncu združila moči s Kingsleyjem in njegovo skupino. Raziskovalci so ribe postavili v rezervoar z školjkami in aminokislinskimi kapsulami, ki so bile pokopane pod usedlini. Ribe so lahko našli te predmete in jih izkopali s svojimi nogami v obliki lopate. Razkrit natančnejši pregled teh udarcev, znanih kot papile Molekule okusnih receptorjev, ki so bili specializirani za odkrivanje aminokislin in kemikalij, ki so jih proizvajali globokomorski organizmi.

Vendar so najbolj zanimivi rezultati prišli po tem, ko so raziskovalci napolnili oskrbo morskih robin. Te ribe niso mogle najti zakopane hrane, raziskovalci pa so odkrili, da so po naključju prišle do druge noge z nogami: P. evolans. Noge te vrste so bile ožje in jim je primanjkovalo papil, kar kaže, da sta se lenost in sposobnost okusa razvijala neodvisno.

Znanstveniki so primerjali genome 13 vrst morskega robina z vsega sveta in ustvarili evolucijsko družinsko drevo. To je pokazalo, da so se najprej pojavile noge za hojo. Senzorični organi so se pozneje razvili na nogah nekaterih vrst.

Gen dolge noge

Po pregledu aktivnih genov v okončinah živali so se raziskovalci osredotočili na gen, imenovan TBX3A. Poskusi so pokazali, da igra vlogo pri nastajanju noge, kjer imajo druge ribe plavuti. Ko so raziskovalci uporabili orodje za gensko inženirstvo CRISPR -CAS9 za mutirano TBX3A v nekaterih P. carolinusu, so ribe izgubile papile in sposobnost kopanja hrane.

TBX3A kodira vrsto beljakovin, znan kot transkripcijski faktor. En sam transkripcijski faktor pogosto uravnava aktivnost različnih genov, kar mu omogoča široke učinke. Bellono in Kingsley ugotavljata, da je jasno, da ima TBX3A vlogo pri razvoju nog in zaznavanju okusa. Vendar znanstveniki dodajajo, da še ne vedo, katera mutacija je spremenila aktivnost TBX3A pri vrstah s čutnimi nogami ali kako je povzročila nove sposobnosti rib. Ko to razumejo, pravi Kingsley, bi lahko raziskovalci teoretično Urejanje genoma CRISPR Uporabite za ustvarjanje nog in senzoričnih organov druge ribe.

"To so res pomembni in zanimivi rezultati," pravi Thomas Finger, celični in razvojni biolog na Medicinski šoli Univerze v Koloradu v Aurori. Bil je presenečen, ko je videl, da nekaterih vrstah nima sposobnosti občutka kemikalij, vendar pravi, da je študija učinkovito pokazala, kako se lahko ta sposobnost razvije v novo lastnost s spreminjanjem obstoječega nabora genov.

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

2. Herbert, A. L. et al. 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. & Case, J. Copeia 1965, 194–206 (1965).

Prenesite reference