Geni piton i kobre govorio o evoluciji zmija

Video: Simbol godine u St. Petersburgu čestitao novinarima

Zoolozi dugo koriste napredak u molekularnoj biologiji za vlastite potrebe. Na primjer, srodni-evolucijske odnose između skupina životinja je mnogo lakše suditi, da ima sekvencu genoma. No, u tom smislu, različite životinje su sretni u raznomu-ih godina zmije rukama znanstvenika su došli tek nedavno. Odmah dvije velike istraživački timovi su objavili analizu cijelog genoma kraljevske kobre i tigar pitona. Ove vrste su bile prve zmije, čiji je slijed DNA, u cijelosti.

Naravno, istraživači su to ne samo tako, i da shvate kako genetskoj razini odražava vrlo osebujan izgled i način života, koji su ti reptili. Uz pomoć genetičke analize ne samo da može saznati kakav molekularnih mehanizama iza toga ili koji imaju zmije, ali i kako su ta stvorenja, kako kažu, došli na takav život, to je ono što evolucijske promjene događaju na njih.

Tiger pitoni dolaze iz jaja. (Foto: Joe McDonald.)

Kestou Todd (Todd Castoe) na Sveučilištu Texas u Austinu (SAD) i njegove kolege koje se bave tamnim tigar pitona koji živi u jugoistočnoj Aziji i nedavno je postao invazivna vrsta u južnoj Americi. Istraživači nisu samo čitati njegov DNK, ali i usporedio python aktivnost gena u srcu, jetri, bubrezima i tankom crijevu prije jela i poslije - u jednom danu i četiri dana nakon blagdana.

U časopisu PNAS zoolozi izvijestiti da su promjene u aktivnosti gena u pitona su iznenađujuće ambiciozan: hrana prisiljeni raditi drugačije doslovno pola gena i ta promjena odvija tijekom 48 sati. Kao rezultat toga, piton metabolizam ubrzava za 40 puta, a njegovi unutarnji organi (iznutrice, bubrega i jetre) u tri dana se udvostruči.

Što se tiče Cobra, koji je zajedno sa suradnicima angažiran Keysvell Nikola (Nikola Casewell) Sveučilišta Bangor (UK), ovdje su znanstvenici bili zainteresirani za prvo mjesto otrovna zmija, njegova sposobnost da stvaraju otrovni mješavinu 73 peptida i proteina. Kako su autori u PNAS isti, u otrovu kobre uključenih u proizvodnju od 20 obitelji gena, a začudo, oni geni koji rade u otrovu žlijezde, imaju kolege u drugim dijelovima reptila tijela. Tijekom evolucije od „otrovnih” genima dobila dodatne kopije, sa često više od jedne, a ove kopije mogao mutirati još komplicira otrov.

Tijekom evolucije zmija otrovnica moramo stalno poboljšanje njihove otrov, kao što je njihova žrtva u isto vrijeme postaju otporne na toksine koji truju svoje gmazove. Život je zmija doslovno ovisi o otrova, jer ništa drugo nego njega, ona ne može suprotstaviti neprijatelju, pa je razumljivo zašto je za ove namjene dodjeljuju se takve velike genetske resurse.

Kralj Cobra služio kao znanosti. (Foto: Dave 2x).

Istraživači iz obje skupine istovremeno pokušao usporediti sa svakim drugim genomima piton i kobre, te usporediti rezultate s DNA drugih kralježnjaka, uključujući i DNK samo otrovnih vrsta sisavaca - za Platypus.

U tu svrhu, dvije zmije izabrani oko sedam i pol tisuća gena prisutnih u njihovim genomima u jednom primjerku. Kao što se očekivalo, genetske promjene u zmije otišao s velikom brzinom, mnogo veći od ostalih likova životinja. Osim toga, broj genetskih modifikacija u zmija je također puno b lshim. Ono što je jasno: oblik tijela, način života i druge zmije su tako neobično da nema velikih genetske promjene bez jakih pregradnje da bi se prilagoditi odabranoj niša, to nije bilo dovoljno.

U isto vrijeme, znanstvenici su primijetili da mnoge promjene nije toliko kako upravljati događa već postojećih gena, kao i pojavom novih. Smatra se da je glavni alat molekularne evolucije - što je podešavanje regulacije gena, promjene u regulatornim područjima, ali ne pojave novih blokova kodiranja. Međutim, zmija, vjerojatno, u tom smislu, neke iznimke - zbog svoje sklonosti da poveća broj kopija gena u genomu koji se mogu mijenjati kao što želite u budućnosti.

Međutim, da bi bilo osobito ambiciozne zaključke o evoluciji zmija samo dva genoma, vjerojatno prije, već zato što su sami istraživači sugeriraju čekati deset više zmija genoma koji bi trebao biti ispitan je u naredne dvije godine.