Aklieji urviniai padarai nušviečia kelią tolimesniam žmogaus bruožų supratimui naudojant DNR

Aklieji urviniai padarai nušviečia kelią tolimesniam žmogaus bruožų supratimui naudojant DNR

Tyrėjai, tyrinėjantys Europos olmą ir kitus urvų gyventojus, mano, kad šios keistos būtybės gali pateikti svarbių atsakymų apie evoliuciją ir net žmonių akių ligas. Kreditas: Javieras Ábalosas Alvarezas iš Madrido, Ispanija, CC BY-SA 2.0

Vandeningose ​​požeminėse urvose yra būtybių, kurios gyvena amžiną vidurnaktį. Per kelias kartas šie gyvūnai prisitaikė prie savo izoliuotos ir unikalios aplinkos, o mokslininkai mano, kad jų pastos oda ir aklos akys gali turėti evoliucijos paslapčių – ir genetinių adaptacijų, kurios galėtų atskleisti ilgaamžiškumą, išgyvenimą badą ir akių ligas. .žmonėse.

„Šie urvai yra izoliuoti pasauliai“, – sakė Slovėnijos Liublianos universiteto zoologas profesorius Peteris Trontelj. „Jei paeini porą metrų (žemiau paviršiaus), pateksite į naują pasaulį su visiškai kitokiomis ekologinėmis sąlygomis.

Tam tikri gyvūnai gali prisitaikyti prie šių tamsių buveinių, kur neauga augalai, o bešviesės urvai, kaip ir Slovėnijoje, yra natūralios evoliucinės biologijos laboratorijos.

Trontelj vadovauja projektui GENEVOLCAV, kuris tiria Europos olm. Šios retos urvinės salamandros primena mažas vaiduokliškas plaukiojančias gyvates su keturiomis dygliuotomis kojomis ir krokodilo snukučiu. Seniai olmo protėviai gyveno virš žemės, tačiau atsidūrę šiuose urvuose patyrė didelių fizinių pokyčių, kad susidorotų su nauja aplinka. Olmas nėra vienintelė būtybė, galinti taip vystytis.

Istoriškai evoliuciniai biologai manė, kad jei grįžtume į praeitį ir pakartotume evoliucijos laiko juostą, lygiai taip pat galėtume pasukti skirtingais evoliucijos keliais, o pasaulis ir jame esantys padarai atrodytų visiškai kitaip. Tačiau urvai mums rodo, kad taip nėra. Gyvūnų prisitaikymas prie šviesos ir maistinių medžiagų neturtingos aplinkos, pavyzdžiui, požeminių urvų, „paprastai yra gana nuspėjamas“, sakė Trontelj. „Dabar žinome, kad kiekvieną kartą viskas vyks tuo pačiu keliu.

Trontelj ir jo kolegos parodė, kad tai pasakytina apie Europos olmus, kurie randami Vidurio ir Pietryčių Europoje. GENEVOLCAV apvertė mūsų supratimą apie šias retas urvines salamandras. Vietoj vienos rūšies, kaip buvo manyta anksčiau, jie atrado devynias potencialiai skirtingas olmų rūšis, kurių kiekviena amžinoje vandeningoje tamsoje sukūrė panašias savybes.

Nors visų jų oda yra pabalusi, akys neregi, o snukiai pailgi, šios rūšys kilę iš skirtingų atskirų protėvių, kurie pateko į šiuos vidurnakčio urvus. „Viskas vyko savarankiškai, bet daugiau ar mažiau lygiagrečiai“, – sakė M. Trontelj.

DNR nardymas

Projektu siekiama surinkti olmų genomą, kuris yra apie 16 kartų didesnis už žmogaus genomą, ir nustatyti genetinius pokyčius, leidusius olmams prisitaikyti prie savo unikalios aplinkos.

„(Fiziniai) pokyčiai yra tokie patys arba labai panašūs, tačiau kyla klausimas: „Ar juos sukelia tie patys genai (ir) ar tai tos pačios mutacijos?“ – klausė Trontelj. Norėdamas atsakyti į šiuos klausimus, jis ir kolegos neria į tamsius požeminius įdubimus, kartais leidžiasi į 400 metrų gylio duobes, kad išmatuotų olmus ir tamponuotų jų odą, kad surinktų DNR. Jiems reikės šimtų mėginių, kad ištirtų šiuos klausimus, o tai gali turėti svarbių pasekmių žmonių medicinai.

“Yra keletas (olmų) bruožų, kurie yra įdomūs žvelgiant iš platesnės perspektyvos”, – sakė Trontelj. Šie pieniniai varliagyviai gali gyventi daugiau nei šimtus metų, 10 kartų ilgiau nei jų paviršiniai protėviai, ir gali išgyventi bado metus. Tamsoje olmos taip pat praranda spalvą ir apakina. „Jau žinoma, kad šį pigmento praradimą ir akių degeneraciją urvinėse žuvyse gali sukelti keli skirtingi genai, kai kurie iš jų yra susiję“, – sakė jis. Mokslininkai šią genų grupę taip pat susiejo su „kai kuriomis patologinėmis žmogaus akių degeneracijos ir albinizmo būsenomis“.

„Šių mechanizmų, kurie vyksta nuspėjamu būdu, supratimas taip pat gali padėti mums suprasti kai kurias degeneracines žmonių ligas“, – sakė jis.

Tačiau olmos, kurios dabar gali išgyventi tik šiose nišinėse buveinėse, yra pažeidžiamos. „Šioms urvoms ir požeminiams vandenims kyla gana didelis pavojus, o kartais net labai gresia tarša“, – sakė M. Trontelj. „Jei neaprašysime naujų rūšių, jei jos neturės pavadinimų, jos negaus tokio išsaugojimo dėmesio, kokį galėtų skirti visavertė rūšis.

Akli urviniai padarai nušviečia kelią DNR

Mokslininkai neria gilyn, kad surinktų DNR iš vienos iš paskutinių neištirtų pasaulio sienų. Autoriai: Alejandro Martínez, Juan Valenciano ir Enrique Domínguez, 2010 m.

Tas pats pasakytina apie kirminus, vėžiagyvius ir kartais net žuvis, gyvenančias tamsiose Žemės įdubose.

Požeminė duomenų bazė

Alejandro Martínez, ANCAVE projekto vadovas, stengiasi sukurti tokių būtybių duomenų bazę. Jo duomenų bazėje, kurioje jau yra daugiau nei 330 000 įrašų, remiamasi visomis nuorodomis į požeminių urvų fauną, paskelbtą mokslinėje literatūroje visomis rašytinėmis kalbomis.

Ji vadinama „Stygofauna Mundi“ duomenų baze, atsižvelgiant į gamtininko Lazare’o Botosaneanu, pradėjusio tyrinėti šias požemines būtybes, knygą. „Dirbame, kad visa ši informacija būtų prieinama viešai“, – sakė Martínezas.

Iš šios duomenų bazės apie 10 % įrašų yra gyvūnai, kurie ypač domina Martínezą: tie, kurie gyvena pakrantės vandeninguose sluoksniuose, taip pat žinomuose kaip anchialinė aplinka. Šios požeminės urvos ypatingos tuo, kad jų vanduo yra sūrus, pro požeminius plyšius ir plyšius tiekiamas netoliese esantis vandenynas, o gėlo vandens mišinys skverbiasi iš viršaus. Ši aplinka randama visame pasaulyje, įskaitant Kanarų salas, kuriose užaugo Martínezas.

Ir gyvūnai juose yra unikalūs. “Daugelis tų gyvūnų yra išskirtiniai tokio tipo buveinėms, jų nėra kitur”, – sakė Martínezas. Jie atrodo „keistai“ ir kažkaip „primityvūs“, – sakė jis. „Jie primena dalykus, kuriuos žinome iš fosilijų, bet kurie dabar yra išnykę.

Kiti dalijasi protėviais su gyvūnais vandenyne, tačiau jų izoliacija urvuose reiškia, kad jie negali kryžmintis, o tai leidžia mokslininkams palyginti olų gyventojus su savo giminaičiais saulėje.

„(Kai kurie) yra panašūs į kitus šiais laikais vandenyno gelmėse aptinkamus gyvūnus“, – sakė jis. “Jie yra genetiškai arti vienas kito, bet morfologiškai (fiziškai) labai skiriasi. Lyginant šių rūšių rūšis visame pasaulyje, galime pabandyti geriau suprasti, kaip gyvūnai keičia formą, kad prisitaikytų prie naujos aplinkos.”

Jis pats įtraukė rūšis į duomenų bazę ir, vykdydamas projektą ANCAVE, atrinko apie 50 urvų Viduržemio jūroje, Karibuose ir keliuose Atlanto vandenyno salynuose. Šiuose urvuose jis įvertino santykinį gyvūnų gausą, kai kuriuos sugavo ir apibūdino morfologiškai bei genetiškai.

Vidurnakčio urvai

Tačiau duomenų bazė yra tik pirmas žingsnis. “Mes matome bendrumus, kurie vyksta visose šiose linijose”, – paaiškino jis. „Galime atsikratyti šių klaidinančių filogenezės padarinių (kaip vystosi rūšis ar grupė) ir suprasti morfologinius pokyčius.

Dokumentuodami biologinės įvairovės platumą vidurnakčio urvuose po žeme, mokslininkai gali nušviesti evoliucijos prigimtį ir gyvūnų pokyčius.

Tačiau Martinezas taip pat pripažįsta, kad duomenų bazė ir požeminio pasaulio tyrimai sukels tik daugiau klausimų. Tiesą sakant, todėl jis vis grįžta į šias tamsias vandeningas urvas.


Kaip aklos urvinės žuvys išgyvena mažai deguonies turinčioje aplinkoje?


Pateikė Horizon: ES tyrimų ir inovacijų žurnalas

Citata: Aklieji urviniai padarai padeda geriau suprasti žmogaus bruožus naudojant DNR (2022 m. gegužės 24 d.), gautą 2022 m. gegužės 24 d. iš https://phys.org/news/2022-05-cave-creatures-human-traits-dna. html

Šis dokumentas yra saugomas autorių teisių. Išskyrus bet kokius sąžiningus sandorius privačių studijų ar mokslinių tyrimų tikslais, jokia dalis negali būti atkuriama be raštiško leidimo. Turinys pateikiamas tik informaciniais tikslais.

Leave a Comment

Your email address will not be published.