UC San Diego News Center

maneter genomgår en fantastisk metamorfos, från små polyper som växer på havsbotten till simning medusae med stickande tentaklar. Denna formförskjutning har tjänat dem väl och herdar maneter genom mer än 500 miljoner år av massutrotningar på jorden.

”vad de än gör har verkligen fungerat för dem”, säger David Gold, en biträdande professor i paleobiologi vid UC Davis College of Letters and Science.

den första djupgående titt på genomet av en manet—moon jelly Aurelia aurita—avslöjar ursprunget till denna framgångsrika överlevnadsstrategi. Aurelia-genomet, publicerad online Dec. 3 i tidskriften Nature Ecology and Evolution och co-ledd av forskare vid University of California San Diego, indikerar tidiga maneter Återvunna befintliga gener att förvandlas från polyp till medusa. Resultaten tyder på att djur kan stråla ut i nya nischer och former ganska enkelt.

”dessa resultat ger ytterligare bevis för att evolutionen inte nödvändigtvis gör den genetiska koden mer komplex”, säger Gold, en ledande forskare på genomstudien. ”Maneter kan bygga en stor, komplex livshistoria med många av samma gener som finns i enklare djur.”

forskargruppen leddes lika av Gold, som utförde mycket av arbetet som postdoktor vid California Institute of Technology, och av Takeo Katsuki, en tidigare projektforskare vid Kavli Institute for Brain and Mind vid UC San Diego och för närvarande en applikationsspecialist vid Thorlabs Japan Inc.

”maneter är viktiga både evolutionärt och miljömässigt, så att deras genomsekvens etablerar sin studie som ett viktigt tillägg till vad vi vet om deras biologi”, säger Ralph Greenspan, professor i UC San Diego Division of Biological Sciences’ avsnitt av neurobiologi och biträdande chef för Kavli Institute for Brain and Mind, som också ledde studien.

Moon jellies på Birch Aquarium på Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego.

genomet: ett fleranvändningsverktyg

maneter kommer från en av de äldsta grenarna på djurfamiljeträdet, phylum Cnidaria, som inkluderar koraller och anemoner. Maneter var förmodligen de första muskeldrivna simmarna i det öppna havet. De dök upp i slutet av prekambriska eran, en period av stora geologiska och ekologiska förändringar som föregick den kambriska explosion av djurlivet.

vid någon tidpunkt i deras utveckling fick maneter förmågan att övergå från en stationär polyp till en simning medusa. Övergången innebär stora förändringar i maneternas nervsystem, muskler och vapen, även de stingande cellerna som kallas cnidocyter. För att uppnå detta samverkar Medusa-livsstadiet ofta befintliga utvecklingsgennätverk och celltyper som finns i polyper, fann forskarna. Dessutom verkar Aurelia mönstra sina olika livsstadier med många av samma gener som finns i djur som fruktflugor och människor, studierapporterna (alla dessa djur delar en gemensam förfader, om än en gammal).

det finns en andra, mer kontroversiell förklaring till vad forskarna hittade i manetgenomet. Kanske visar likheterna mellan månmanetgenomet och ”högre” djur att Cnidaria ursprungligen hade ett Medusa-livsstadium, vilka djur som koraller och havsanemoner förlorade.

”våra resultat kan inte skilja mellan dessa två scenarier”, säger Gold. Om den andra hypotesen visar sig vara korrekt, ”Simning, köttätande djur kan vara ännu äldre än vi tror.”

förutom evolutionsfrågor kommer Aurelia-genomet att visa sig värdefullt inom många andra områden av biologi, sade Gold. Aurelia är en viktig modell för att studera nervsystemens utveckling och funktion och kan erbjuda insikter om sårläkning och regenerering av djur. Moon jellies är också en stor boven i miljömässigt och ekonomiskt skadliga maneter blommar, som blir allt vanligare. Till exempel har gigantiska svärmar av månjellier täppt vattenintagsrör, vilket tvingar nedläggningen av kärnkraftverk i Florida och Sverige. En förbättrad förståelse för Aurelia genetik kan erbjuda nya ideer för att kontrollera blommorna.

” på många sätt är de gamla oceanerna i slutet av Prekambrian väldigt mycket som de moderna oceanerna kommer att se ut inom en snar framtid, ”sade Gold” vilket betyder att studera hur maneter utvecklats tidigare kan berätta om deras potentiella inverkan på framtiden.”

ytterligare författare på papperet är: Yang Li och Xifeng Yan, UC Santa Barbara; Michael Regulski, Cold Spring Harbor Laboratory, New York; David Ibberson och Thomas Holstein, Heidelberg University, Heidelberg, Tyskland; Robert Steele, UC Irvine; och David Jacobs, UCLA.

finansiering tillhandahölls av National Institutes of Health, ett Cordes postdoktoralt stipendium vid Caltech, WM Keck Foundation, Gordon och Betty Moore Foundation, ett stipendium från Uehara Memorial Foundation och NASA Astrobiology Institute.

Dela

• Twitter
• Linkedin
• Skriv Ut