Kuidas vaalad ja delfiinid eluks merel arenesid
Uus uuring näitab, et vaalaliste, sealhulgas delfiinide ja vaalade, genoomid on muutunud olulistel viisidel, et võimaldada neil loomadel minna maismaalt veekeskkonnale.
Kuigi vaalalised, nagu delfiinid ja vaalad, näevad välja nagu kalad ja - täpselt nagu kalad - elavad veekeskkonnas, on nad tegelikult veeimetajad.
Seetõttu on nad paljuski lähemal maal elavatele selgroogsetele, kes poegivad noorena ja siis neid põetavad.
Teadlased teavad nüüd, et vaalalised arenesid umbes 52,5 miljonit aastat tagasi maal elavatest esivanematest ja läksid üle elule merel.
Selle drastilise muutuse jaoks on see imetajate rühm aja jooksul aeglaselt kohanenud, arendades erinevaid bioloogilisi tunnuseid, mis vastavad veealuse elu nõuetele.
Kuigi mõned - sealhulgas uimed, rätikud ja akvadünaamiline kehakuju - on kergesti märgatavad, on teised kohandused küll peenemad, kuid mitte vähem olulised.
Nüüd näitab Saksamaal Dresdenis asuva kahe Max Plancki instituudi, Riverside'i California ülikooli ja New Yorgi osariigi Ameerika loodusmuuseumi uuring, kuidas vaalaliste geneetiline meik on arenenud, võimaldades neil elada ookeanis .
Uurimistöös, mis ilmub ajakirjas Teaduse areng, selgitavad autorid, et see üleminek oli osaliselt võimalik, kuna spetsiifilised geenid on delfiinides, vaalades ja teistes vaalalistes aastatuhandete jooksul passiivseks muutunud.
85 „kadunud geeni” võisid hõlbustada elu merel
Juhtiv autor Matthias Huelsmann ja tema kolleegid olid huvitatud sellest, et paremini mõista, kuidas vaalaliste genoomid on kohanenud, et võimaldada neil vee all areneda.
Selleks "kammisid" 19 769 geeni 62 erineval imetajaliigil - sealhulgas, nagu nad oma uurimuses selgitavad, "neli vaalalist, kaks loivalist [klann, mis hõlmab hülgeid ja morssi], manatee ja 55 maismaaimetajat ”- geenide otsimine, mis olid muutunud passiivseks pärast vaalaliste arenemist oma maal elavatest esivanematest.
"Vaalade varre liini maalt veele üleminekul inaktiveeritud geenide täpseks tuvastamiseks kasutasime hiljuti järjestatud hariliku jõehobu genoomi, poolveeimetaja, kes [...] on vaalaliste suhtes kõige lähemal elav ja pidasid neid ainult geenideks, kus jõehobus ei olnud tuvastatud inaktiveerivaid mutatsioone, ”jätkavad uuringu autorid.
Seega õnnestus meeskonnal tuvastada 85 „kadunud geeni”. Kui varasemad uuringud olid mõned neist juba tuvastanud, siis 62 (mis vastab 73% -le) olid uued avastused.
Teadlaste selgitusel mängib üks inaktiveeritud geenidest rolli sülje sekretsioonis. Kui sülg aitab maal elavatel imetajatel toitu määrida ja pehmendada, samuti käivitada seedeprotsess spetsiifiliste ensüümide kaudu, muutus see vee-imetajate jaoks tarbetuks, kuna vesi suudab neid “töid” täita.
Verehüüvete moodustamiseks olid vajalikud veel kaks „kaduma läinud“ geeni. Kuid nende inaktiveerimine on tõenäoliselt võimaldanud arendada teisi haava tihendamise mehhanisme, mis olid vee-elustiku jaoks kasulikumad.
Teine oluline kaotus oli teatud kopsufunktsiooniga seotud geenide kadu. Uus geneetiline koostis võimaldab vaalaliste kopsudel sügavale merre sukeldudes kokku kukkuda.
"Kuigi kopsude kokkuvarisemine oleks inimeste jaoks tõsine kliiniline probleem, aitab see vaalaliste puhul nii ujuvust kui ka dekompressioonihaiguse tekke riski vähendada," selgitavad Huelsmann ja tema kolleegid.
Selgub, et vaalalised kaotasid ka kõik geenid, mis võimaldavad imetajatel sünteesida melatoniini - hormooni, mis aitab reguleerida une ja ärkveloleku tsükleid.
Nendel vees elavatel imetajatel võis see kaotus kaasa tuua erinevat tüüpi une, mida nimetatakse unihemisfääriliseks uneks. Selles unevormis puhkab ainult pool ajust, teine pool jääb erksaks. See mehhanism võimaldab vaalalistel pinnale ujuda või vajadusel rohkem soojust toota.
Uurijad väidavad, et kõik need kohandused võisid vaalad, delfiinid ja sarnased veeimetajad aidata elada rohkem nagu kalad.
"[O] uride järeldused viitavad sellele, et vaalaliste geenikaod ei ole seotud ainult veespetsiifiliste erialadega, vaid oleksid võinud osaleda täielikult veekeskkonnaga kohanemisel," järeldavad teadlased.
