Aksolotlai „genetiškai nesiskiria“ nuo kitų salamandrų

Aksolotlai „genetiškai nesiskiria“ nuo kitų salamandrų

LEKSINGTONAS, Ky. (2022 m. vasario 22 d.) – Kentukio universitete aksolotlai nėra svetimi.

Beveik 20 metų JK universiteto laboratorijos tyrinėjo aksolotlą – Meksikoje kilusią salamandrų rūšį – dėl jos gebėjimo atkurti kūno dalis, įskaitant galūnes, uodegą ir net nugaros smegenis. JK ir viso pasaulio mokslininkai, tirdami aksolotlius, tikisi vieną dieną sukurti gydymo būdus, kurie padėtų žmonėms regeneruoti savo audinius.

Viena iš priežasčių, kodėl aksolotlis yra toks žavus regeneraciniuose tyrimuose, yra jo pedomorfija, ty nepilnamečių savybių išlaikymas iki pilnametystės. Užuot metamorfozavęsis ir persikėlęs iš vandens į žemę, kaip ir kitos salamandrų rūšys, aksolotlas ir toliau gyvena vandenyje visą savo gyvenimą. Dėl izoliacijos vandens aplinkoje mokslo bendruomenei susidarė įspūdis, kad aksolotlai yra labai skirtingos rūšys – ir dėl to aksolotlių regeneracinių gebėjimų tyrimas tapo toks patrauklus.

Tačiau JK vadovaujama komanda, bendradarbiaudama su tyrėjais iš Meksikos, išsiaiškino, kad aksolotlis iš tikrųjų nedaug skiriasi nuo kitų tigrinių salamandrų rūšių. Rekonstruodami evoliucijos istoriją, jie išsiaiškino, kad genetiniai skirtumai tarp aksolotlų ir kitų salamandrų jų regione Meksikoje beveik nesiskiria.

„Manėme, kad genų srauto galimybė (aksolotluose) buvo tikrai maža – jei jūsų kūnas neleidžia jums judėti per žemę, tai reiškia, kad genai neišnyks ir kiti genai nepateks“. sakė Davidas Weisrockas, JK Biologijos katedros profesorius ir pirmininkas bei tyrimo bendraautoris. „Tačiau mūsų duomenys rodo, kad taip nėra. Yra stiprus genų srauto judėjimas į aksolotlų populiacijas ir iš jų, o tai prieštarauja tai, ko tikėjosi dauguma biologų. Tiesą sakant, ji turi labai aiškią evoliucinę genetinių mainų istoriją su kitomis aplink jį esančiomis salamandromis.

Bet kitos salamandros daryti turi galimybę metamorfozizuotis ir tapti žemiška. Taigi kodėl aksolotlis išlieka vandenyje?

Viena iš priežasčių gali būti vietinė adaptacija, kai aplinka (pvz., ežeras) sukelia natūralią atranką, kuri išlaiko fenotipą arba tam tikrą bruožą, nepaisant genų srauto iš kitų populiacijų.

Kita priežastis gali būti fenotipinis plastiškumas, kai panašus genetinis fonas duoda kelis fenotipus.

„Mes nežinome, kiek fenotipinis plastiškumas lemia šį modelį, ar kiek tai yra vietinis prisitaikymas“, – sakė Levi Gray, buvęs JK postdoktorius, tyrimo bendraautoris. „Tai visiškai atviri klausimai. (Salamandrų) populiacijos JAV buvo ištirtos siekiant geriau jas suprasti, tačiau Meksikos populiacijos, kuriose pasitaiko daug šios tikrai įdomios variacijos, nebuvo tiriamos taip pat.

Grey taip pat įtaria, kad regione gali būti neaptiktos papildomos populiacijos – galbūt net metamorfizuojantys aksolotliai, kur dėl šiek tiek kitokios buveinės jie būtų labiau linkę persikelti į sausumą.

Visa tai yra temos, kurias Grėjus tikisi išnagrinėti ateityje, tačiau pažymi, kad aksolotlus tyrinėti tampa vis sunkiau. Pagal IUCN Raudonąjį sąrašą aksolotlas yra įtrauktas į kritiškai nykstantį sąrašą, gamtoje liko mažiau nei 1000 jų.

Taigi, ką visa tai reiškia aksolotlių ir regeneracijos tyrimų ateičiai?

Komanda tikisi, kad jų išvados bus panaudotos siekiant ne tik geriau suprasti aksolotlus, bet ir padėti juos išsaugoti. Tyrimas taip pat atveria duris būsimoms studijoms įvairiose disciplinose.

„Toks tyrimas suteikia naujų galimybių tirti regeneraciją“, – sakė mokslų daktarė Kathryn Everson, bendraautorė ir buvusi JK postdoc. „Vienas įdomiausių aksolotlo bruožų yra jo pedomorfija, o mūsų tyrimas atskleidžia, koks svarbus tas bruožas yra skatinant įvairinimą arba leidžiant vystytis naujoms rūšims. Ir pasirodo, tai nėra taip svarbu, kaip kadaise manėme. Dabar žinome, kad visos šios salamandrų rūšys yra labai glaudžiai susijusios viena su kita. Taigi, užuot sutelkę dėmesį tik į aksolotlą – itin nykstančią rūšį, galbūt mes apie dalykus galvojame kitaip, judėdami į priekį.

“Mes galime parodyti, kurios rūšys yra glaudžiau susijusios viena su kita, arba turi naujausią bendrą protėvį”, – sakė Weisrockas. „Taigi, jei yra vystymosi biologų arba kamieninių ląstelių regeneracijos biologų, kurie nori pažvelgti į tai, kaip skirtingų rūšių gebėjimas regeneruoti svarbius audinius skiriasi, pateikiame šią svarbią sistemą, kad galėtume tai pamatyti.

Ir net jei jie nėra genetiškai išskirtiniai, komanda teigia, kad aksolotlai vis dar yra labai svarbi rūšis regeneracijos tyrimų centre, o jų gamtos istorija Meksikoje turi daug žinių, padedančių suprasti svarbias evoliucijos sąvokas. Aksolotlas taip pat yra labai kultūriškai reikšmingas Meksikos regione.

„Vien dėl to, kad aplinkui yra kitų genetiškai panašių populiacijų, aksolotlų populiacijų reikšmė neturėtų sumenkinti“, – sakė Weisrockas. „Mes visi žinome, koks svarbus aksolotlis yra vystymosi ir kamieninių ląstelių tyrimams. Dabar pagaliau galime tai suprasti visų jo giminaičių kontekste.

Nacionalinės mokslų akademijos darbuose (PNAS) paskelbtas komandos darbas „Geografija yra svarbesnė už gyvenimo istoriją pastaruoju metu diversifikuojant tigrinių salamandrų kompleksą“. Tyrimas buvo plataus bendradarbiavimo rezultatas, kuriame dalyvavo daug JK absolventų ir bakalauro studijų studentų bei mokslininkų iš JAV ir Meksikos institucijų.

Papildomi tyrimo autoriai iš JK: Angela G. Jones (buvusi JK bakalauro studijos), Nicolette M. Lawrence (JK laborantė ir buvusi JK studentė), Mary E. Foley (JK doktorantė), Kelly Sovacool (buvusi JK bakalauro studija). ).

Kiti tyrėjai ir bendraautoriai: Andrew Storferis (Vašingtono valstijos universitetas), H. Bradley Shafferis (UCLA) ir Gabriela Parra-Olea, Ruth Percino-Daniel, X. Aguilar-Miguel ir Luisas Zambrano (tyrėjų bendradarbiai iš Meksikos).

Šiame leidinyje aprašytus tyrimus rėmė Nacionalinis mokslo fondas, apdovanojimų numeriu 0949532, 1355000 ir 1406876. Išsakytos nuomonės, išvados ir išvados ar rekomendacijos yra autoriaus (-ių) ir nebūtinai atspindi Nacionalinio mokslo nuomonę. Pamatas.

Leave a Comment

Your email address will not be published.