Nohy tejto ryby sú ako stvorené na prechádzky – a objavovanie dna oceánu

Nohy tejto ryby sú ako stvorené na prechádzky – a objavovanie dna oceánu

Táto ryba má nohy - ale nie sú len na chôdzu. Vedci zistili, že červienka zo Severného mora (Prionotus carolinus) používa svoje končatiny na prechádzky po morskom dne. skenovať morské dno a hľadať zakopané jedlo.

Výskum tiež odhalil dôkazy o tom, ako P. carolinus v priebehu svojho vývoja premenil svoje končatiny na zmyslové orgány. Genomické analýzy odhalili evolučnú históriu nôh v rámci širšej rodiny morských červánkov (Triglidae). Výsledky sú dnes zverejnené v dvoch článkoch 1, 2 boli opísané v Current Biology.

Špeciálna ryba

Morské červienky majú vyčnievajúce oči ako žaby, plutvy, ktoré pripomínajú vtáky, a šesť nôh, ktoré pripomínajú kraby. Sú to „najčudnejšie a najúžasnejšie ryby, aké som kedy videl,“ hovorí vývojový biológ David Kingsley zo Stanfordskej univerzity v Kalifornii, ktorá študuje tieto zvieratá.

Vedci už dlho vedia, že nohy P. carolinus majú špeciálne zmyslové schopnosti 3, 4. Molekulárny biológ Nicholas Bellono z Harvardskej univerzity v Cambridge, Massachusetts, poznamenáva, že nadprirodzené lovecké schopnosti morských červienky sú také účinné, že ich nasledujú ostatné ryby a dúfajú v zvyšky. Je tiež známe, že šesť nôh rýb je pokrytých malými hrbolčekmi, ktoré vyzerajú ako chuťové poháriky. Vedci však predtým podrobne neskúmali pôvod schopností zvieraťa.

Bellonov tím to chcel zmeniť a nakoniec spojil sily s Kingsleym a jeho skupinou. Vedci umiestnili ryby do nádrže s mušľami a kapsulami aminokyselín, všetko pochované pod sedimentom. Ryby dokázali tieto predmety nájsť a vyhrabať ich nohami v tvare lopaty. Bližšie skúmanie týchto hrbolčekov, známych ako papily, odhalilo molekuly chuťových receptorov, ktorí sa špecializovali na detekciu aminokyselín a chemikálií produkovaných hlbokomorskými organizmami.

Najzaujímavejšie výsledky však prišli po tom, čo vedci doplnili zásoby morských červienkov. Tieto ryby nemohli nájsť zakopané jedlo a vedci zistili, že sa náhodou dostali k inému druhu s nohami: P. evolans. Nohy tohto druhu boli užšie a nemali papily, čo naznačuje, že legitímnosť a schopnosť chutiť sa vyvinuli nezávisle.

Vedci porovnali genómy 13 druhov morských červánok z celého sveta a vytvorili evolučný rodokmeň. To ukázalo, že nohy na chôdzu sa objavili ako prvé. Na nohách niektorých druhov sa neskôr vyvinuli zmyslové orgány.

Gén pre dlhé nohy

Po preskúmaní aktívnych génov v končatinách zvierat sa vedci zamerali na gén s názvom tbx3a. Pokusy ukázali, že hrá úlohu pri tvorbe nohy tam, kde majú iné ryby plutvu. Keď vedci použili nástroj genetického inžinierstva CRISPR–Cas9 na mutáciu tbx3a v niektorých druhoch P. carolinus, ryby stratili papily a schopnosť hrabať sa za potravou.

Tbx3a kóduje typ proteínu známy ako transkripčný faktor. Jediný transkripčný faktor často reguluje aktivitu rôznych génov, čo mu umožňuje mať rozsiahle účinky. Bellono a Kingsley poznamenávajú, že je jasné, že tbx3a hrá úlohu vo vývoji nôh a vnímaní chuti. Vedci však dodávajú, že zatiaľ nevedia, ktorá mutácia zmenila aktivitu tbx3a u druhov so zmyslovými nohami, ani ako dala vzniknúť novým schopnostiam rýb. Akonáhle to pochopia, hovorí Kingsley, vedci by to teoreticky mohli Úprava genómu CRISPR použiť na vytvorenie nôh a zmyslových orgánov inej ryby.

"Sú to skutočne významné a zaujímavé výsledky," hovorí Thomas Finger, bunkový a vývojový biológ z University of Colorado School of Medicine v Aurore. Prekvapilo ho, že niektorým druhom chýba schopnosť vnímať chemikálie, ale hovorí, že štúdia účinne ukázala, ako by sa táto schopnosť mohla vyvinúť do novej vlastnosti modifikáciou existujúceho súboru génov.

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

2. Herbert, A. L. a kol. 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).

Stiahnite si referencie