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Le meduse subiscono un’incredibile metamorfosi, da minuscoli polipi che crescono sul fondo marino a meduse nuotanti con tentacoli pungenti. Questo mutamento di forma li ha serviti bene, pascendo meduse attraverso più di 500 milioni di anni di estinzioni di massa sulla Terra.

“Qualunque cosa stiano facendo ha davvero funzionato per loro”, ha detto David Gold, un assistente professore di paleobiologia all’UC Davis College of Letters and Science.

Il primo sguardo approfondito sul genoma di una medusa-la luna jelly Aurelia aurita—rivela le origini di questa strategia di sopravvivenza di successo. Il genoma Aurelia, pubblicato online dicembre. 3 sulla rivista Nature Ecology and Evolution e co-guidato da scienziati dell’Università della California di San Diego, indica i primi meduse riciclati geni esistenti per trasformarsi da polipo a medusa. I risultati suggeriscono che gli animali possono irradiarsi in nuove nicchie e forme abbastanza facilmente.

“Questi risultati forniscono ulteriori prove che l’evoluzione non rende necessariamente il codice genetico più complesso”, ha detto Gold, un ricercatore principale nello studio del genoma. “Le meduse possono costruire una storia di vita grande e complessa usando molti degli stessi geni trovati in animali più semplici.”

Il team di ricerca è stato guidato ugualmente da Gold, che ha svolto gran parte del lavoro come borsista post-dottorato presso il California Institute of Technology, e da Takeo Katsuki, ex scienziato del progetto presso il Kavli Institute for Brain and Mind presso UC San Diego e attualmente specialista di applicazioni presso Thorlabs Japan Inc.

“Le meduse sono importanti sia evolutivamente che ambientalmente, quindi avere la loro sequenza genomica stabilisce il loro studio come un’aggiunta chiave a ciò che sappiamo della loro biologia”, ha detto Ralph Greenspan, professore nella Sezione di Neurobiologia della UC San Diego Division of Biological Sciences e direttore associato del Kavli Institute for Brain and Mind, che ha anche guidato lo studio.

Gelatine di luna a Birch Aquarium a Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego.

Il genoma: uno strumento multiuso

Le meduse provengono da uno dei rami più antichi dell’albero genealogico degli animali, il phylum Cnidaria, che include coralli e anemoni. Le meduse erano probabilmente i primi nuotatori muscolosi nell’oceano aperto. Apparvero nel tardo Precambriano, un periodo di grandi cambiamenti geologici ed ecologici che precedettero l’esplosione cambriana della vita animale.

Ad un certo punto della loro evoluzione, le meduse hanno acquisito la capacità di passare da un polipo stazionario a una medusa nuotante. La transizione comporta importanti cambiamenti nel sistema nervoso meduse, muscoli e armi, aka le cellule urticanti chiamati cnidociti. Per raggiungere questo obiettivo, la fase di vita di medusa spesso coopta le reti geniche di sviluppo esistenti e i tipi di cellule presenti nei polipi, hanno scoperto i ricercatori. Inoltre, Aurelia sembra modellare le sue diverse fasi di vita usando molti degli stessi geni trovati in animali come moscerini della frutta e umani, riporta lo studio (tutti questi animali condividono un antenato comune, anche se antico).

C’è una seconda spiegazione più controversa per ciò che gli scienziati hanno trovato nel genoma delle meduse. Forse le somiglianze tra il genoma delle meduse lunari e gli animali “superiori” dimostrano che la Cnidaria originariamente aveva uno stadio di vita medusa, che animali come coralli e anemoni di mare hanno perso.

“I nostri risultati non possono distinguere tra questi due scenari”, ha detto Gold. Se la seconda ipotesi risulta essere corretta, ” Nuotare, gli animali carnivori possono essere anche più vecchi di quanto pensiamo.”

Oltre alle questioni di evoluzione, il genoma Aurelia si rivelerà prezioso in molte altre aree della biologia, Oro ha detto. Aurelia è un modello importante per lo studio dello sviluppo e della funzione dei sistemi nervosi e può offrire approfondimenti sulla guarigione e rigenerazione delle ferite animali. Luna gelatine sono anche un colpevole importante in fioriture meduse dannose per l’ambiente ed economicamente, che stanno diventando sempre più comuni. Ad esempio, sciami giganti di gelatine lunari hanno intasato i tubi di aspirazione dell’acqua, costringendo la chiusura delle centrali nucleari in Florida e in Svezia. Una migliore comprensione della genetica Aurelia potrebbe offrire nuove idee per il controllo delle fioriture.

“In molti modi, gli antichi oceani nel tardo Precambriano sono molto simili a quelli che gli oceani moderni appariranno nel prossimo futuro”, ha detto Gold “il che significa che studiare come le meduse si sono evolute in passato può dirci del loro potenziale impatto sul futuro.”

Altri autori sul documento sono: Yang Li e Xifeng Yan, UC Santa Barbara; Michael Regulski, Cold Spring Harbor Laboratory, New York; David Ibberson e Thomas Holstein, Università di Heidelberg, Heidelberg, Germania; E ‘ stato il primo ad avere un ruolo di primo piano.

Il finanziamento è stato fornito dal National Institutes of Health, una Cordes Postdoctoral Fellowship presso il Caltech, la WM Keck Foundation, la Gordon and Betty Moore Foundation, una borsa di studio della Uehara Memorial Foundation e l’Istituto di astrobiologia della NASA.

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