meduusat ovat ikivanha ja menestyvä eläinryhmä. Syvällinen tarkastelu genomin Kuu hyytelö, Aurelia aurita, osoittaa, että se käyttää yhteisiä geenejä siirtyminen polyyppi ja uinti elämän vaiheissa. Luotto: Koivu akvaario Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego
meduusat käyvät läpi hämmästyttävän muodonmuutoksen, pienistä merenpohjassa kasvavista polyypeista aina uiviin medusoihin, joissa on pistäviä lonkeroita. Tämä muodonmuutos on palvellut niitä hyvin, sillä ne ovat paimentaneet meduusoja yli 500 miljoonaa vuotta kestäneissä joukkotuhoissa maapallolla.
”se, mitä he tekevät, on todella toiminut heille”, sanoi David Gold, paleobiologian apulaisprofessori UC Davis College of Letters and Sciencessa.
ensimmäinen perusteellinen katsaus meduusan—kuuhyytelö Aurelia auritan-genomiin paljastaa tämän onnistuneen selviytymisstrategian alkuperän. The Aurelia genome, julkaistu verkossa joulukuussa. 3 lehdessä Nature Ecology and Evolution ja yhteistyössä johti tutkijat University of California San Diego, osoittaa varhainen meduusa kierrätetty olemassa olevia geenejä morp polyypista medusa. Tulokset viittaavat siihen, että eläimet voivat säteillä uusiin lokeroihin ja muotoihin melko helposti.
”nämä havainnot antavat lisätodisteita siitä, että evoluutio ei välttämättä tee geneettisestä koodista monimutkaisempaa”, sanoi Gold, genomitutkimuksen johtava tutkija. ”Meduusat voivat rakentaa suuren, monimutkaisen elämänhistorian käyttäen monia samoja geenejä, joita löytyy yksinkertaisemmista eläimistä.”
tutkimusryhmää johtivat yhtä lailla Gold, joka teki suuren osan työstä California Institute of Technologyn tutkijatohtorina, sekä Takeo Katsuki, entinen projektitutkija Kavli Institute for Brain and Mind-instituutissa UC San Diegossa ja tällä hetkellä sovellusasiantuntija Thorlabs Japan Inc: ssä.
”meduusat ovat tärkeitä sekä evolutionaarisesti että ympäristön kannalta, joten niiden genomisekvenssi vahvistaa niiden tutkimuksen keskeisenä lisäyksenä siihen, mitä tiedämme niiden biologiasta”, sanoi Ralph Greenspan, UC San Diego Division of Biological Sciences’ Section of Neurobiology-professori ja Kavli Institute for Brain and Mind-instituutin apulaisjohtaja, joka myös johti tutkimusta.
kuuhyytelöt Birch Aquariumissa Scripps Institution of Oceanographyssa, UC San Diegossa.
genomi: monikäyttöväline
meduusat ovat peräisin yhdestä eläinpuun vanhimmista oksista, phylum Cnidaria-nimisestä lajista, johon kuuluvat koralli ja merivuokko. Meduusat olivat luultavasti ensimmäiset lihasvoimaiset uimarit avomerellä. Ne ilmestyivät myöhäisellä Prekambrisella kaudella, suurten geologisten ja ekologisten muutosten kaudella, joka edelsi kambrikauden eläimistön räjähdysmäistä kasvua.
jossain evoluutionsa vaiheessa meduusat saivat kyvyn siirtyä paikallaan olevasta polyypista Uivaan meduusaan. Siirtyminen merkitsee suuria muutoksia meduusan hermostossa, lihaksissa ja aseistuksessa eli cnidosyyteiksi kutsutuissa pistävissä soluissa. Tämän saavuttamiseksi Medusan elämänvaihe usein yhdistää olemassa olevia kehitysgeeniverkostoja ja polyypeissa esiintyviä solutyyppejä, tutkijat havaitsivat. Lisäksi Aurelia näyttää mallintavan eri elämänvaiheensa käyttäen monia samoja geenejä, joita esiintyy eläimillä, kuten hedelmäkärpäsillä ja ihmisillä, tutkimuksessa kerrotaan (kaikilla näillä eläimillä on yhteinen esi-isä, vaikkakin muinainen).
on olemassa toinen, kiistanalaisempi selitys sille, mitä tutkijat löysivät meduusan genomista. Ehkä yhtäläisyydet kuuheduusan genomin ja ”korkeampien” eläinten välillä osoittavat, että Cnidarialla oli alun perin meduusan elämänvaihe, jonka eläimet kuten koralli ja merivuokko menettivät.
”tuloksemme eivät pysty erottamaan näitä kahta skenaariota toisistaan”, Gold sanoi. Jos toinen hypoteesi osoittautuu oikeaksi, ” uivat lihansyöjäeläimet saattavat olla jopa vanhempia kuin luulemme.”
evoluutioon liittyvien kysymysten lisäksi Aurelia-genomi osoittautuu arvokkaaksi monilla muilla biologian alueilla, Gold sanoi. Aurelia on tärkeä malli hermoston kehityksen ja toiminnan tutkimisessa, ja se voi tarjota oivalluksia eläimen haavan paranemisesta ja uudistumisesta. Kuuhyytelöt ovat myös merkittävä syyllinen ympäristöä ja taloutta vahingoittaviin meduusakukintoihin, jotka ovat yleistymässä. Esimerkiksi jättimäiset kuuhyytelöparvet ovat tukkineet vedenottoputket, mikä on pakottanut sulkemaan ydinvoimaloita Floridassa ja Ruotsissa. Parempi ymmärrys Aurelia genetiikan voisi tarjota uusia ideoita valvoa kukintoja.
”monin tavoin muinaiset valtameret myöhäisellä prekambrikaudella ovat hyvin pitkälti samanlaisia kuin miltä nykyiset valtameret näyttävät lähitulevaisuudessa”, Gold sanoi ” tarkoittaen, että meduusojen kehittymisen tutkiminen menneisyydessä voi kertoa niiden mahdollisesta vaikutuksesta tulevaisuuteen.”
muita kirjoittajia ovat: Yang Li ja Xifeng Yan, UC Santa Barbara; Michael Regulski, Cold Spring Harbor Laboratory, New York; David Ibberson ja Thomas Holstein, Heidelbergin yliopisto, Heidelberg, Saksa; Robert Steele, UC Irvine ja David Jacobs, UCLA.
rahoitusta saivat National Institutes of Health, Cordes Postdoctoral Fellowship at Caltech, W. M. Keck Foundation, Gordon and Betty Moore Foundation, fellowship from the Uehara Memorial Foundation ja NASA Astrobiology Institute.
Jaa
- Tulosta
Mediakontakti
Mario Aguilera, 858-822-5148,.(JavaScript on oltava käytössä nähdäksesi tämän sähköpostiosoitteen)
Andy Fell, 530-752-4533 .(JavaScript on oltava käytössä nähdäksesi tämän sähköpostiosoitteen)
