UC San Diego News Center

medúzy procházejí úžasnou metamorfózou, od drobných polypů rostoucích na mořském dně až po plavání medusae s bodavými chapadly. Tato změna tvaru jim dobře posloužila, Pastýřská medúza prošla více než 500 miliony let masového vyhynutí na Zemi.

„cokoli dělají, pro ně opravdu fungovalo,“ řekl David Gold, odborný asistent paleobiologie na UC Davis College of Letters and Science.

první hloubkový pohled na genom medúzy-měsíční želé Aurelia aurita-odhaluje původ této úspěšné strategie přežití. Genom Aurelia, zveřejněno online Dec. 3 v časopise Nature Ecology and Evolution a společně vedeni vědci z University of California v San Diegu naznačuje, že časné medúzy recyklovaly existující geny, aby se proměnily z polypu na Medusu. Výsledky naznačují, že zvířata mohou poměrně snadno vyzařovat do nových výklenků a forem.

„tato zjištění poskytují další důkaz, že evoluce nemusí nutně komplikovat genetický kód,“ řekl Gold, vedoucí výzkumník studie genomu. „Medúza může vybudovat velkou, složitou životní historii pomocí mnoha stejných genů nalezených u jednodušších zvířat.“

výzkumný tým vedl stejně Gold, který vykonával většinu práce jako postdoktorand na Kalifornském technologickém institutu, a Takeo Katsuki, bývalý projektový vědec na Kavli Institute for Brain and Mind v UC San Diego a v současné době aplikační specialista na Thorlabs Japan Inc.

„medúzy jsou důležité jak evolučně, tak z hlediska životního prostředí, takže jejich genomová sekvence stanoví jejich studium jako klíčový doplněk k tomu,co víme o jejich biologii,“ řekl Ralph Greenspan, profesor v sekci neurobiologie UC San Diego Division of Biological Sciences a docent Kavli Institute for Brain and Mind, který také vedl studii.

měsíční želé v Birch Aquarium v Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego.

genom: víceúčelový nástroj

medúzy pocházejí z jedné z nejstarších větví na zvířecím rodokmenu, kmene Cnidaria, který zahrnuje korály a sasanky. Medúzy byly pravděpodobně prvními plavci na otevřeném oceánu. Objevili se v pozdní prekambrické éře, období velkých geologických a ekologických změn, které předcházely Kambrické explozi života zvířat.

v určitém okamžiku svého vývoje získala medúza schopnost přechodu ze stacionárního polypu na plaveckou Medusu. Přechod zahrnuje zásadní změny v nervovém systému medúzy, svaly a zbraně, aka bodavé buňky zvané cnidocyty. K dosažení tohoto cíle, životní fáze medusa často kooptuje stávající vývojové genové sítě a buněčné typy přítomné v polypech, vědci zjistili. Kromě toho se zdá, že Aurelia vzoruje své různé životní fáze pomocí mnoha stejných genů nalezených u zvířat, jako jsou ovocné mušky a lidé, uvádí studie (všechna tato zvířata sdílejí společného předka, i když starověkého).

existuje druhé, kontroverznější vysvětlení toho, co vědci našli v genomu medúzy. Možná podobnosti mezi genomem měsíčních medúz a“ vyššími “ zvířaty ukazují, že Cnidaria původně měla životní fázi medúzy, kterou zvířata jako korály a mořské sasanky ztratily.

„naše výsledky nemohou rozlišovat mezi těmito dvěma scénáři,“ řekl Gold. Pokud se ukáže, že druhá hypotéza je správná, „Plavání, masožravá zvířata mohou být ještě starší, než si myslíme.“

Kromě otázek evoluce se genom Aurelia ukáže jako cenný v mnoha dalších oblastech biologie, řekl Gold. Aurelia je důležitým modelem pro studium vývoje a funkce nervových systémů a může nabídnout pohled na hojení a regeneraci ran zvířat. Měsíční medúzy jsou také hlavním viníkem ekologicky a ekonomicky škodlivých květů medúzy, které jsou stále běžnější. Například obří roje měsíčních želé ucpaly přívodní potrubí vody, což si vynutilo odstavení jaderných elektráren na Floridě a ve Švédsku. Lepší porozumění genetice Aurelia by mohlo nabídnout nové nápady pro kontrolu květů.

„v mnoha ohledech jsou starověké oceány v pozdním Prekambriu velmi podobné tomu, jak budou moderní oceány vypadat v blízké budoucnosti, „řekl Gold“, což znamená, že studium toho, jak se medúzy vyvinuly v minulosti, nám může říci o jejich potenciálním dopadu na budoucnost.“

další autoři na papíře jsou: Yang Li a Xifeng Yan, UC Santa Barbara; Michael Regulski, Cold Spring Harbor Laboratory, New York; David Ibberson a Thomas Holstein, Heidelberg University, Heidelberg, Německo; Robert Steele, UC Irvine; a David Jacobs, UCLA.

Financování bylo poskytnuto National Institutes of Health, Cordes postdoktorand Fellowship v Caltech, W. m. Keck Foundation, Gordon a Betty Moore Foundation, fellowship z Uehara Memorial Foundation a NASA Astrobiology Institute.

Sdílet

• Twitter
• Linkedin
• Tisk