Νέα μελέτη καταδεικνύει την εξελικτική μετάβαση κάποιων θηλαστικών πίσω στη θάλασσα

Όρκα

Αν και τα θηλαστικά προσαρμόστηκαν για τη ζωή στη ξηρά, μια νέα μελέτη η οποία δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Molecular Biology and Evolution, δείχνει ότι κατά τη διάρκεια τριών μεγάλων ανεξάρτητων εξελικτικών γεγονότων, μια σειρά από θηλαστικά επέστρεψαν πίσω στη θάλασσα.

Για τον θαλάσσιο ίππο, το δελφίνι και τη φάλαινα δολοφόνο, η επιστροφή στη θάλασσα ενέπλεξε πολλούς εξελικτικούς συμβιβασμούς ανάμεσα σε εκατοντάδες γονίδια όπως για παράδειγμα μια γενική απώλεια του αριθμού των γονιδίων που αφορούν τη μυρωδιά και τη γεύση, τη δημιουργία νέων λειτουργιών για γονίδια που ρυθμίζουν το σχηματισμό του δέρματος και των συνδετικών ιστών και γονιδίων που εμπλέκονται στη δομή των μυών και τον μεταβολισμό.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν 59 γονιδιώματα πλακούντα θηλαστικών για τον υπολογισμό των σχετικών ρυθμών εξέλιξης για όλους τους κλάδους 18,049 γονιδίων. Για τον προσδιορισμό των βασικών γονιδίων, χρησιμοποίησαν μια νέα προσέγγιση : αντί να κατηγοριοποιήσουν μόνο τις γενετικές μεταλλάξεις από άλλες μελέτες γονιδιώματος ή να ψάξουν για υποψήφια γονίδια σε βασικές οδούς, ή να κατηγοριοποιήσουν αλλαγές στο αμινοξύ σε επίπεδο πρωτεΐνης, υπολόγισαν ένα ευρύ μέσο ρυθμό εξέλιξης του γονιδιώματος σε όλα τα είδη.

Στη συνέχεια, εξέτασαν αν τα θαλάσσια θηλαστικά εξελίχτηκαν από θηλαστικά της ξηράς για να επιστρέψουν στη θάλασσα σε σχέση με τον μέσο ρυθμό εξέλιξης του γονιδιώματος. Έπειτα χρησιμοποίησαν αυτά τα σχετικά ποσοστά για να εντοπίσουν εκείνα τα γονίδια που μπορεί να έχουν ανεξάρτητα μετατοπιστεί σε υψηλότερους ή χαμηλότερους ρυθμούς εξέλιξης για πέντε θαλάσσια είδη.

Οι ερευνητές έπειτα από την ανάλυση των δεδομένων, εντόπισαν εκατοντάδες γονίδια που αποκάλυψαν τρία κύρια εξελικτικά πρότυπα. Μια έκρηξη προσαρμογής, έπειτα χαλάρωση και ένα μετέπειτα περιορισμό ως απάντηση στο θαλάσσιο περιβάλλον.

Στη συνέχεια έψαξαν τις βάσεις δεδομένων των οδών των γονιδίων και των μεταλλαγμένων φαινοτύπων. Τα νέα θαλάσσια γονίδια εμπλουτίστηκαν σημαντικά για λειτουργίες  που ευθυγραμμίζουν καλά με την τρέχουσα γνώση των προσαρμογών των θαλάσσιων θηλαστικών : αισθητήρια συστήματα, λειτουργία των μυών του δέρματος και των συνδετικών ιστών, τη λειτουργία των πνευμόνων και του μεταβολισμού.

« Με την εκμετάλλευση της ποικιλομορφίας μέσα στα θηλαστικά, έχουμε να μάθουμε πολλά για τη δική μας γενετική και φυσιολογία», αναφέρουν οι ερευνητές στη μελέτη τους. «Η νέα μας προσέγγιση είναι έτοιμη να αποκαλύψει τις εξελικτικές προσαρμογές για αμέτρητα άλλα περιβάλλοντα, από τη θάλασσα, τα μεγάλα υψόμετρα, την έρημο ή ακόμα και υπόγεια».

Παραπομπές

Maria Chikina, Joseph D. Robinson, Nathan L. Clark. Hundreds of genes experienced convergent shifts in selective pressure in marine mammals. Molecular Biology and Evolution (2016). DOI: 10.1093/molbev/msw112

ΑΝΔΡΕΑΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥ

Παιδί της επιστήμης και της τεχνολογίας, παρέα με ένα γάτο κοιτάζει το σύμπαν και θέτει ερωτήσεις

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *