Selle kala jalad on loodud kõndimiseks ja ookeanipõhja uurimiseks

Selle kala jalad on loodud kõndimiseks ja ookeanipõhja uurimiseks

Sellel kalal on jalad, kuid need pole mõeldud ainult kõndimiseks. Teadlased on avastanud, et Põhjamere robin (Prionotus carolinus) kasutab oma jäsemeid, et mõlemad mööda merepõhja kõndida et skaneerida merepõhja maetud toitu.

Uuring näitas ka tõendeid selle kohta, kuidas P. carolinus evolutsiooni käigus oma jäsemeid meeleelunditeks muutis. Genoomianalüüsid näitasid jalgade evolutsioonilist ajalugu laiemas merirobiini perekonnas (Triglidae). Tulemused on avaldatud kahes täna avaldatud dokumendis 1, 2 on kirjeldatud ajakirjas Current Biology.

Eriline kala

Merirobiinidel on väljaulatuvad silmad nagu konnadel, uimed, mis meenutavad linde, ja kuus jalga, mis meenutavad krabisid. Nad on "kõige kummalisemad ja lahedamad kalad, mida ma kunagi näinud olen," ütleb arengubioloog David Kingsley California Stanfordi ülikoolist, kes uurib neid loomi.

Teadlased on ammu teadnud, et P. carolinuse jalgadel on erilised sensoorsed võimed 3, 4. Molekulaarbioloog Nicholas Bellono Massachusettsi osariigis Cambridge'is asuva Harvardi ülikooli teadlane märgib, et merirobiinide üleloomulikud küttimisoskused on nii tõhusad, et teised kalad järgivad neid jääke lootes. Samuti on teada, et kala kuus jalga on kaetud väikeste punnidega, mis meenutavad maitsepungasid. Teadlased polnud aga varem üksikasjalikult uurinud looma võimete päritolu.

Bellono meeskond soovis seda muuta ja ühendas lõpuks jõud Kingsley ja tema grupiga. Teadlased asetasid kalad paaki koos rannakarpide ja aminohappekapslitega, mis kõik mattusid sette alla. Kalad suutsid need objektid üles leida ja oma labidakujuliste jalgadega üles kaevata. Nende papillidena tuntud muhke lähemal uurimisel selgus maitse retseptori molekulid, kes olid spetsialiseerunud süvamereorganismide toodetud aminohapete ja kemikaalide tuvastamisele.

Kõige huvitavamad tulemused saadi aga pärast seda, kui teadlased täiendasid oma merirobiinide varu. Need kalad ei leidnud maetud toitu ja teadlased avastasid, et nad olid kogemata sattunud teise jalaliigi: P. evolansi juurde. Selle liigi jalad olid kitsamad ja neil puudusid papillid, mis näitab, et jämedus ja maitsevõime on arenenud iseseisvalt.

Teadlased võrdlesid 13 mererobiini liigi genoome kogu maailmast ja lõid evolutsioonilise sugupuu. See näitas, et esimesena tekkisid kõndimiseks mõeldud jalad. Mõne liigi jalgadele tekkisid hiljem meeleelundid.

Pikkade jalgade geen

Pärast loomade jäsemete aktiivsete geenide uurimist keskendusid teadlased geenile nimega tbx3a. Katsed näitasid, et see mängib rolli sääre kujunemisel, kus teistel kaladel on uim. Kui teadlased kasutasid CRISPR–Cas9 geenitehnoloogia tööriista, et muteeruda mõnes P. carolinuses tbx3a, kaotasid kalad oma papillid ja võime toitu otsida.

Tbx3a kodeerib teatud tüüpi valku, mida tuntakse transkriptsioonifaktorina. Üks transkriptsioonifaktor reguleerib sageli erinevate geenide aktiivsust, võimaldades sellel avaldada laialdast mõju. Bellono ja Kingsley märgivad, et on selge, et tbx3a mängib rolli jalgade arengus ja maitse tajumises. Teadlased lisavad aga, et nad ei tea veel, milline mutatsioon muutis sensoorsete jalgadega liikide tbx3a aktiivsust või kuidas see kalade uusi võimeid tekitas. Kingsley sõnul võivad teadlased teoreetiliselt seda mõista CRISPR genoomi redigeerimine kasutada teise kala jalgade ja meeleelundite loomiseks.

"Need on tõesti märkimisväärsed ja huvitavad tulemused," ütleb Auroras asuva Colorado ülikooli meditsiinikooli raku- ja arengubioloog Thomas Finger. Ta oli üllatunud, nähes, et mõnel liigil puudub võime kemikaale tajuda, kuid tema sõnul näitas uuring tõhusalt, kuidas see võime võib areneda uueks tunnuseks, muutes olemasolevat geenikomplekti.

1. Allard, C.A.H. et al. Curr. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.08.014 (2024).

2. Herbert, A. L. jt. Curr. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.08.042 (2024).

3. Silver, W. L. & Finger, T. E. J. Comp. Physiol. 154, 167-174 (1984).

4. Bardach, J. E. & Case, J. Copeia, 1965, 194-206 (1965).

Laadige alla viited