Kako so se kiti in delfini razvili za življenje na morju
Nova študija kaže, da so se genomi kitov, ki vključujejo delfine in kitove, na pomembne načine spremenili, da bi omogočili prehod teh živali iz kopenskega v vodno okolje.
Čeprav so kiti in delfini, kot so delfini in kiti, videti kot ribe in - tako kot ribe - živijo v vodnem okolju, so v resnici vodni sesalci.
Zato so v marsičem bližje vretenčarjem, ki živijo na kopnem, ki rodijo mlade in jih nato dojijo.
Raziskovalci zdaj vedo, da so se kiti in delfini razvili od prednikov, ki so prebivali na kopnem, pred približno 52,5 milijoni let in prešli v življenje na morju.
Za to drastično spremembo se je ta skupina sesalcev skozi čas počasi prilagajala in razvijala različne biološke značilnosti, ki ustrezajo zahtevam podvodnega življenja.
Medtem ko so nekatere - vključno s plavutmi, plavutmi in akvadinamično obliko telesa - zlahka opazne, so druge prilagoditve bolj subtilne, a nič manj pomembne.
Študija dveh inštitutov Max Planck iz Dresdna v Nemčiji, kalifornijske univerze v Riversideu in Ameriškega muzeja naravne zgodovine v New Yorku v New Yorku kaže, kako se je genetska sestava kitov in delfinov omogočila, da živijo v oceanu .
V raziskovalnem prispevku, ki je objavljen v reviji Znanstveni napredekavtorji pojasnjujejo, da je bil ta prehod deloma mogoč, ker so določeni geni v tisočletjih postali neaktivni pri delfinih, kitih in drugih kitovih.
85 'izgubljenih genov' je morda olajšalo življenje na morju
Glavnega avtorja Matthiasa Huelsmanna in sodelavce je zanimalo boljše razumevanje, kako so se genomi kitov in delfinov prilagodili, da bi jim uspevalo pod vodo.
Da bi to naredili, so "prečesali" 19.769 genov v 62 različnih vrstah sesalcev - med njimi, kot pojasnjujejo v njihovem študijskem prispevku, "štirje kiti, dva plavutonožca [klada, ki vključuje tjulnje in mrože], morska krava in 55 kopenskih sesalcev ”- iskanje genov, ki so postali neaktivni, potem ko so se predniki, ki so prebivali v deželah, razvili v kite.
»Za natančno identifikacijo genov, ki so bili inaktivirani med prehodom iz kopnega v vodo v rodu stebelnih kitov, smo uporabili nedavno zaporedni genom navadnega povodnega konja, polvodnega sesalca, ki je […] najbližji živi od kitov in delfinov. in so upoštevali le gene brez zaznanih inaktivirajočih mutacij v povodnem konju, «avtorji študije še pojasnjujejo.
Tako je ekipi uspelo prepoznati 85 "izgubljenih genov". Medtem ko so prejšnje raziskave nekatere od njih že odkrile, je bilo 62 (kar ustreza 73%) novih odkritij.
Raziskovalci pojasnjujejo, da eden od inaktiviranih genov igra vlogo pri izločanju sline. Medtem ko slina pomaga sesalcem, ki prebivajo na kopnem, da mažejo in mehčajo hrano, pa tudi sprožijo prebavni postopek s pomočjo določenih encimov, je za vodne sesalce postala nepotrebna, ker lahko voda namesto njih opravlja ta "dela".
Dva druga gena, ki sta se "izgubila", sta bila potrebna za tvorjenje krvnih strdkov. Vendar pa je njihova inaktivacija verjetno omogočila razvoj drugih mehanizmov za zapiranje ran, ki so bili bolj koristni za vodno življenje.
Druga ključna izguba je bila izguba nekaterih genov, vključenih v pljučno funkcijo. Nova genetska sestava omogoča, da se pljuča kitov in delfinov sesujejo, ko se potopijo globoko v morje.
"Medtem ko bi pljučni kolaps za ljudi predstavljal resen klinični problem, služi za zmanjšanje vzgona in tveganja za razvoj dekompresijske bolezni pri kitovih," pojasnjujejo Huelsmann in sodelavci.
Izkazalo se je, da so kitovi izgubili tudi vse gene, ki sesalcem omogočajo sintezo melatonina, hormona, ki pomaga uravnavati cikle spanja in budnosti.
Pri teh sesalcih, ki prebivajo v vodi, je ta izguba morda povzročila razvoj drugačne vrste spanja, imenovane unihemisferni spanec. Pri tej obliki spanja počiva le polovica možganov, druga polovica pa ostaja budna. Ta mehanizem omogoča, da kiti in delfini plavajo na površino ali po potrebi proizvedejo več toplote.
Preiskovalci trdijo, da so vse te prilagoditve morda pomagale kitom, delfinom in podobnim vodnim sesalcem, da začnejo živeti bolj kot ribe.
"[O] urine ugotovitve kažejo, da izgube genov v kitovih ni le povezana z vodnimi specializacijami, ampak bi lahko sodelovale tudi pri prilagajanju na popolnoma vodno okolje," zaključujejo raziskovalci.
