• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
20.01.2024, 16:36
Михаил Орлов
2 209

«Самое слизистое» животное увеличило свой геном в три раза

❋ 4.1

Миксины — это самые примитивные позвоночные, которые не имеют челюстей и тем не менее яростно вгрызаются в своих жертв, а также вооружены огромным количеством липкой слизи. Авторы нового исследования секвенировали геном миксины пиявкорота Eptatretus burgeri и выяснили, что в прошлом ее предки утроили свой геном. Вопреки ожиданиям это не помогло миксинам стать сложнее или разнообразнее.

Пиявкорот Eptatretus burgeri
Пиявкорот Eptatretus burgeri / © University of Malaga / Автор: Plinia Abito

Позвоночные — это обширная группа сложноорганизованных и крупных животных, играющих важную роль во многих современных экосистемах. По названию нетрудно догадаться, что все они имеют позвоночник — осевой скелет, который тянется вдоль тела. Позвоночные наряду с ланцетниками, оболочниками и рядом вымерших существ относятся к типу хордовые, который появился в начале палеозойской эры.

Понимание первых этапов эволюции позвоночных чрезвычайно важно для того, чтобы вписать их в общую родословную животных и описать связь между отдельными группами. В ранней «биографии» позвоночных много пробелов, но современная геномика шаг за шагом решает такие задачи. Совсем недавно биологи выяснили, как у ранних позвоночных появилась голова — для этого они детально описали эмбриогенез миноги. Новая статья в журнале Nature Ecology & Evolution посвящена миксине — другому представителю бесчелюстных, то есть примитивных позвоночных, которые в отличие от более «продвинутых» собратьев не имеют челюстей. В каком-то смысле миксины устроены проще миног, так как имеют только рудиментарные позвонки и лишены полноценного позвоночника.

Миксины — это очень своеобразные морские животные, эффективные хищники и падальщики, которые способны прогрызть в своей жертве дыру и пробраться внутрь или с легкостью завязаться узлом и «выпутаться» из этого положения. В этом им помогает чрезвычайно гибкое тело и уникальная адаптация — выделение огромного количества слизи, которая образуется из особых белков. Среднее животное массой 60 граммов может создать до 24 литров «слизи быстрого приготовления» на основе окружающей воды.

Родственные связи миног с миксинами долго оставались под вопросом. Внутреннее устройство этих существ говорит о том, что они не находятся в близком родстве и не менее далеки друг от друга, чем от челюстноротых — то есть остальных, более сложных позвоночных. Однако сейчас все больше генетических данных и эволюционных реконструкций показывают, что миноги и миксины все же имели общего предка и их следует объединить в одну группу. Эту версию подтвердили и результаты, полученные в новой статье.

Авторы впервые полностью секвенировали геном миксины — а именно пиявкорота Eptatretus burgeri. Иными словами, биологи «прочитали» полную последовательность ДНК этого существа, а затем сравнили ее с последовательностями других позвоночных. Геном пиявкорота оказался довольно крупным — 3,12 миллиарда пар оснований, что близко к размеру человеческого генома. В ДНК E. burgeri обнаружили 16,5 тысячи предполагаемых белковых последовательностей.

Уточненная реконструкция эволюции позвоночных / © Daqi Yu et al., 2024

В гаплоидных (то есть половых) клетках миксины 26 хромосом. Однако среди них восемь — это так называемые микрохромосомы, которые разрушаются по мере развития зародыша. Они кодируют лишь единичные белки (два процента от общего количества) и богаты повторяющимися последовательностями ДНК.

Ранее биологи выяснили, что в начале эволюции предки позвоночных пережили два эпизода полногеномного удвоения. Иными словами, весь набор их хромосом стал вдвое больше. Первое удвоение пришлось на начало кембрийского периода (время появления основных современных групп животных), второе произошло где-то в позднем кембрии или в раннем ордовике. Однако оставалось непонятно, как эти события соотносятся с появлением челюстноротых рыб.

Полный геном пиявкорота стал хорошим подспорьем для решения этого вопроса. Оказалось, что первое полногеномное удвоение пережил еще общий предок круглоротых (то есть современных бесчелюстных: миног и миксин) и прочих позвоночных, включая рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Затем их эволюционные пути разошлись — прародитель челюстноротых снова удвоил свой набор хромосом (второй эпизод полногеномного удвоения), а бесчелюстные образовали отдельную ветку на эволюционном древе и тоже увеличили свой геном — только не в два, а в три раза.

Полиплоидизация — редкая для животных и более стандартная для растений перестройка генома с кратным увеличением числа хромосом. Принято считать, что она стимулирует усложнение организации животных и увеличение морфологического разнообразия. Однако описанный в новой статье пример миксин, которые утроили свой геном, но так и остались примитивными и однообразными по строению, поставил эту гипотезу под вопрос.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Биофизик, магистр биологии. Пишет о границах живого и неживого, сложных молекулах и простых ответах природы. Ведёт канал AreaDNA в Telegram.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
19 августа, 15:54
Елена Авдеева

К любопытным выводам привели наблюдения японских ученых за пестролицыми буревестниками. Оказалось, эти птицы испражняются в основном на лету, намеренно избегая такой возможности на поверхности воды. Очевидно, предположили исследователи, это облегчает движения в воздухе взрослым особям с добычей во рту.

20 августа, 08:00
Денис Яковлев

Люди, которые были на грани смерти, затем иногда рассказывают, как мчались навстречу необычайно яркому свету или видели всю свою жизнь, проносящуюся перед глазами. Эти переживания на первый взгляд напоминают галлюцинации под воздействием некоторых психоделиков. Но есть и существенные различия, обнаружили исследователи из Великобритании.

19 августа, 21:25
Evgenia Vavilova

Исследователям квантовых компьютеров обычно приходится выбирать: сделать стабильный кубит или быстрый. Международная группа ученых нашла способ создать кубиты, избавленные от этой необходимости.

16 августа, 19:09
Адель Романова

Астрономы подсчитали, что с поверхности летящего по Солнечной системе межзвездного объекта 3I/ATLAS каждую секунду испаряется около 40 килограммов водяного льда. Такую сильную кометную активность он проявил, будучи в три с половиной раза дальше Земли от Солнца. По мнению ученых, это довольно необычно.

18 августа, 11:11
Денис Яковлев

За последнее десятилетие ученые создали несколько сложных систем «мозг — компьютер», которые позволяли преобразовывать мозговую активность людей, лишившихся способности говорить из-за различных заболеваний, в речь. Однако до сих пор удавалось расшифровать лишь небольшое количество слов. Теперь в США создали алгоритм, благодаря которому удалось распознать до 54 процентов «речи».

15 августа, 08:25
Любовь С.

Изображение блазара PKS 1424+240, полученное с помощью радиоинтерферометра VLBA, напомнило астрономам легендарное «Око Саурона» из «Властелина колец» — джет, пронизывающий кольцеобразное магнитное поле объекта, устремлен к нашей планете, а сам блазар может оказаться одним из наиболее ярких источников нейтрино в космосе.

25 июля, 07:47
Адель Романова

Прибывшая из межзвездного пространства предполагаемая комета 3I/ATLAS движется по траектории, максимально удобной для гравитационных маневров управляемого корабля, при этом возможность ее отслеживания с Земли практически минимальна. По мнению некоторых ученых, такое «поведение» объекта наводит на определенные мысли.

6 августа, 20:59
Татьяна Пичугина

Примерно 12 800 лет назад в Северном полушарии началось резкое изменение климата, которое сопровождалось вымиранием мегафауны и угасанием культуры Кловис. Такое могло произойти, например, из-за прорыва пресных вод в Атлантику или мощного вулканического извержения. Несколько лет назад ученые обнаружили места на суше с повышенным содержанием элементов платиновой группы, прослоями угля, микрочастицами расплава. По их мнению, это может быть признаком пребывания Земли в потоке обломков кометы или астероида. В новой работе впервые представлены доказательства кометного события в позднем дриасе из морских осадочных толщ.

22 июля, 14:44
ФизТех

Команда исследователей из Сколтеха, МФТИ, Института искусственного интеллекта AIRI и других научных центров разработала метод, позволяющий не просто отличать тексты, написанные человеком, от сгенерированных нейросетью, но и понимать, по каким именно признакам классификатор принимает решение о том, является ли текст генерацией или нет.  Анализируя внутренние состояния глубоких слоев языковой модели, ученые смогли выделить и интерпретировать численные признаки, отвечающие за стилистику, сложность и «степень уверенности» текста.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно