Picioarele acestui pește sunt făcute pentru plimbare - și explorarea fundului oceanului

Picioarele acestui pește sunt făcute pentru plimbare - și explorarea fundului oceanului

Acest pește are picioare - dar nu sunt doar pentru plimbare. Oamenii de știință au descoperit că Robin de Marea Nordului (Prionotus carolinus) își folosește membrele pentru a merge ambele de-a lungul fundului mării. pentru a scana fundul mării pentru hrană îngropată.

Cercetarea a dezvăluit, de asemenea, dovezi ale modului în care P. carolinus și-a reutilizat membrele ca organe senzoriale pe parcursul evoluției sale. Analizele genomice au dezvăluit istoria evolutivă a picioarelor în cadrul familiei mai largi de Robin de mare (Triglidae). Rezultatele sunt în două lucrări publicate astăzi 1, 2 a fost descris în Current Biology.

Peștele special

Robinii de mare au ochi proeminenți ca broaștele, aripioare care seamănă cu păsările și șase picioare care seamănă cu crabii. Sunt „cei mai ciudați și mai tari pești pe care i-am văzut vreodată”, spune biologul de dezvoltare David Kingsley de la Universitatea Stanford din California, care studiază aceste animale.

Cercetătorii știu de mult că picioarele lui P. carolinus au abilități senzoriale speciale 3, 4. Biologul molecular Nicholas Bellono de la Universitatea Harvard din Cambridge, Massachusetts, observă că abilitățile de vânătoare supranaturale ale Robinilor de mare sunt atât de eficiente încât alți pești îi urmează, sperând să aibă resturi. De asemenea, se știe că cele șase picioare ale peștelui sunt acoperite cu mici umflături care arată ca papilele gustative. Cu toate acestea, oamenii de știință nu examinaseră anterior originile abilităților animalului în detaliu.

Echipa lui Bellono a vrut să schimbe acest lucru și, în cele din urmă, și-a unit forțele cu Kingsley și grupul său. Cercetătorii au plasat peștele într-un rezervor cu midii și capsule de aminoacizi, toate îngropate sub sediment. Peștii au reușit să găsească aceste obiecte și să le dezgroape cu picioarele lor în formă de lopată. O examinare mai atentă a acestor umflături, cunoscute sub numele de papile, a relevat moleculele receptorilor gustativi, care erau specializați să detecteze aminoacizii și substanțele chimice produse de organismele de adâncime.

Cu toate acestea, cele mai interesante rezultate au venit după ce cercetătorii și-au alimentat rezerva de robins de mare. Acești pești nu au putut găsi hrana îngropată, iar cercetătorii au descoperit că au ajuns accidental la o altă specie cu picioare: P. evolans. Picioarele acestei specii erau mai înguste și nu aveau papilele, ceea ce indică faptul că legibilitatea și capacitatea de a gusta au evoluat independent.

Oamenii de știință au comparat genomul a 13 specii de Robin de mare din întreaga lume și au creat un arbore genealogic evolutiv. Acest lucru a arătat că picioarele pentru mers au apărut primele. Organele senzoriale s-au dezvoltat ulterior pe picioarele unor specii.

Gena picioarelor lungi

După ce au examinat genele active din membrele animalelor, cercetătorii s-au concentrat pe o genă numită tbx3a. Experimentele au arătat că joacă un rol în formarea unui picior în care alți pești au o înotătoare. Când cercetătorii au folosit instrumentul de inginerie genetică CRISPR-Cas9 pentru a muta tbx3a în unele P. carolinus, peștii și-au pierdut papilele și capacitatea de a săpa pentru hrană.

Tbx3a codifică un tip de proteină cunoscut ca factor de transcripție. Un singur factor de transcripție reglează adesea activitatea unei varietăți de gene, permițându-i să aibă efecte pe scară largă. Bellono și Kingsley notează că este clar că tbx3a joacă un rol în dezvoltarea picioarelor și percepția gustului. Cu toate acestea, oamenii de știință adaugă că nu știu încă ce mutație a schimbat activitatea tbx3a la speciile cu picioare senzoriale sau cum a dat naștere noilor abilități ale peștilor. Odată ce înțeleg asta, spune Kingsley, cercetătorii ar putea teoretic Editarea genomului CRISPR folosit pentru a crea picioare și organe senzoriale ale altui pește.

„Aceste rezultate sunt cu adevărat semnificative și interesante”, spune Thomas Finger, biolog de celule și dezvoltare la Universitatea din Colorado, Școala de Medicină din Aurora. El a fost surprins să vadă că unele specii nu au capacitatea de a simți substanțele chimice, dar el spune că studiul a arătat în mod eficient cum această capacitate ar putea evolua într-o nouă trăsătură prin modificarea unui set existent de gene.

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

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

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

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

Descărcați referințe