https://frosthead.com

Na evolucijskom rudniku zlata dolje

Bizarni platiš postao je poster životinja za evolucijsku znanost. To je živi most između dlakavog guštera koji je bio naša prethodnica i sisavca kakav smo danas. No, nedavno objavljeni genom platipsa pokazuje da ovaj rodom iz Australije ima skup gena koji nalikuju onima ptica, sisavaca i gmizavaca. U istraživanju je također istaknuto kako je kontinent iznimna važnost u genetskim istraživanjima.

"Odsječena od evolucijskog mainstream-a tijekom 80 milijuna godina, Australija se specijalizirala za stvarno različite biljke i životinje", kaže Jenny Graves, profesorica komparativne genomike na Australijskom nacionalnom sveučilištu u Canberri. "Naš pristup kengurima i [Tasmanijskim] vragovima, zmajevima, kookaburrama i starim gumenim stablima pruža mogućnost davanja jedinstvenog doprinosa međunarodnoj genomici."

Prije nekoliko milijuna godina kad se Australija udaljila od super kopnene zemlje zvane Gondwana, njezina flora i fauna bili su izolirani - osamljivanje zbog kojeg je ta zemlja slična ogromnom evolucijskom laboratoriju. Više od 80 posto australskih biljnih i životinjskih vrsta endemično je, što znači da se prirodno javljaju samo na tom kontinentu. Ta skupina uključuje dvanaest obitelji cvjetnih biljaka, četiri ptice i sedam sisavaca, od kojih su neka s imenima poput dugog repnog pigmeja-oposuma i insektivno-šišmišom šišmiša.

Ta je biološka baština sačuvana u mješavini gena koji se nalaze u plitkoj kapi, koja zajedno s ehidnom (ili špinatnim mravinjakom) pripada klasi sisavaca zvanih monotremi jer imaju samo jedan otvor za reprodukciju i uklanjanje otpada.

Kao i drugi sisari, platiša ima krzno, termoregulate i laktate, iako nema bradavice (mladunčići guraju mlijeko s majčinog trbuha). Ali ona odlaže jaja poput gmazova i ptica, a mužjak platiša nosi otrov (u špricama na stražnjim nogama), još jedno je obilježje kod nekih gmizavaca, dok su mu sperma i seksualna šminka bliski onima kod pilića.

Graves, suvoditelj projekta genoma platypus-a i jedan od 26 Australaca od 100 međunarodnih znanstvenika koji su sudjelovali, osvojio je nekoliko nagrada za znanost i nazvan je "nacionalnim blagom" za svoj revolucionarni rad na zavičajnim vrstama. Autoritet za određivanje spola, provela je desetljećima istražujući platiša i taj ikonični grbavi kengur - i predložila je genomske studije na oboje.

Genom platipsa je sada gotov, a znanstvena zajednica šalje nizove uzbuđenja. I kenguristička zagonetka također se sprema riješiti, a objava genoma te životinje trebala bi se objaviti u sljedećih nekoliko mjeseci.

Prednja noga platnaste mrežice pruža se kako bi pomogla u plivanju, ali se preklopi na kopnu, tako da kandže mogu kopati brazde u obalama zemlje na vodi (CORBIS) Kad roni, platiš zatvara oči, uši i nosnice i pronalazi hranu putem električnih receptora u svom računu koji otkrivaju kretanje malog plijena (fotografija ljubaznošću Nicole Duplaix / Getty Images) Nedavno dekodiran genom platipsa pokazuje da platipus ima ptičje, gmazovske i sisavske gene (Fotografska usluga Warrawong svetište za divljinu, Južna Australija, Australija) Rodom iz Australije, platiš je vrlo sramežljiv i rijetko je viđen osim u rano jutro i navečer (Fotografski ljubazan Ian Elton, Healesville Sanctuary, Victoria, Australia) S računom poput patke, repom poput dabrova i mrežastih nogu, platiša je bizarno izgledan, ali je dobro opremljen za svoj poluvodni način života (Fotografski ljubazni Ian Elton, Healesville Sanctuary, Victoria, Australija)

U okviru projekta koji je djelomično financirao Nacionalni zdravstveni institut SAD-a (NIH), australijski znanstvenici nedavno su završili sekvenciranje DNK tamburice - malog člana klokan porodice. Graves, direktorica ARC-ovog centra izvrsnosti za kenguru Genomics, i njezini kolege u procesu su njenog sastavljanja i korištenja za istraživanje biologije klokana i preciziranje važnih ljudskih gena.

Marsupalne bebe rađaju se prijevremeno i obično se razvijaju u majčinoj vrećici, što ih čini lako dostupnim za istraživanje ranog razvoja. "Dresivi, " kaže Graves, "više su povezani s ljudima i miševima nego monotremi. Njihovi su genomi mnogo sličniji onima placentnih sisavaca; ista veličina, ista vrsta distribucije sekvenci, genomsko utiskivanje, monofiletni spolni kromosomi i barem inačica inaktivacije X kromosoma X. "

Budući da su i monotremi i marsupials s nama udaljeni (platit se odvojio od našeg zajedničkog pretka 166 milijuna godina i klokan prije 146 milijuna godina), omogućuju jasne genetske usporedbe. To nije slučaj s našim kolegama posteljicom, poput miševa, koji su nam toliko bliski da je teško odrediti važne genetske regije koje su ostale nepromijenjene tijekom milijuna godina.

Kengur je drugi marsupial koji je sekvenciran. Genom južnoameričke vrste opossuma objavljen je prošle godine. Znanstvena zajednica do sada je objavila dvadesetak sisavaca, ali očekuje se da će taj broj drastično porasti kao rezultat tehnološkog napretka i međunarodne suradnje. Nakon platiša i kengura, ehidna bi mogla biti sljedeći australski podrijetlom (također je u Novoj Gvineji) koja će se podvrgnuti genetskom dekodiranju. Australski istraživački suradnik ARC-a Frank Grützner sa Sveučilišta Adelaide, koji je također sudjelovao u projektu platypus, opremio je neke ehidene radio odašiljačima i uzeo im DNK za sekvenciranje.

Ali nisu samo sisavci podvrgnuti genetskom nadzoru. Gravesov laboratorij također pregleda aligatore, ptice poput emua, pa čak i gotovo izumrlu žabu od žaba.

"Doba genomike doista je bila uzbudljiva za nas koji radimo na čudnim životinjama", kaže ona. "Ne bismo mogli biti sretniji."

Čudan je zasigurno izraz za platiša - legenda Aboridžina tvrdila je da je potomstvo patke i vodenog štakora - ali evolucija ga je lijepo opremila zbog njegovog poluvodnog načina života. Ravni rep djeluje kao kormilo kad pliva, a ujedno je i skladište dodatne hrane. Njezina prepletena prednja stopala pružaju pomoć u plivanju, ali na kopnu se vraćaju natrag, omogućujući kandžama da postanu pikice za kopanje gomila u zemaljskim obalama oko rijeka, jezera ili potoka. Kad roni, zatvara nosnice kao i oči i uši (nema vanjski uši). Ali njegov ravan račun pronalazi hranu pomoću jedinstvenih električnih receptora koji otkrivaju kretanje sitnog plijena, poput ličinki insekata, škampi i zmajeva.

Platiša je pravi usamljenik: parenje je njegova jedina društvena interakcija. Osoblje Južni Australijskog svetišta Warrawong za divljinu u blizini Adelaidea koje je bilo svjedokom parenja opisuje ga kao desetominutni vodeni ples, pri čemu mužjak u početku drži ženski rep u ustima dok plivaju i zarone kroz vodu. Nakon parenja, svaki se partner vraća svojoj brani.

"Mislim da je čitava racionalna upotreba usporedbi između udaljenih srodnih životinja da bi nam rekla o našim vlastitim genima ponekad pomalo izgubljena u 'gee-whizu, kako su čudni' aspekti genoma platypus-a", kaže Graves. "Uporedna genomika je strašno snažna strategija za istraživanje vlastite prošlosti."

Bizarni australski podrijetlo kupa se. (Fotografije i dalje: JohnCarnemolla / iStock)
Na evolucijskom rudniku zlata dolje