Kako su se kitovi i dupini razvili za života na moru
Nova studija pokazuje da su se genomi kitova, koji uključuju dupine i kitove, promijenili na važne načine kako bi se tim životinjama omogućio prijelaz iz kopnenog u vodeno okruženje.
Iako kitovi, poput dupina i kitova, izgledaju poput ribe i - baš poput riba - žive u vodenom okruženju, zapravo su vodeni sisavci.
Stoga su u mnogočemu bliži kralježnjacima koji žive u zemlji i koji rađaju mlade i potom ih doje.
Istraživači sada znaju da su kitovi evoluirali od predaka koji su živjeli na zemlji prije otprilike 52,5 milijuna godina, prešavši u život na moru.
Za ovu drastičnu promjenu, ova se skupina sisavaca s vremenom polako prilagođavala, razvijajući različite biološke značajke koje odgovaraju zahtjevima podvodnog života.
Iako su neke - uključujući peraje, peraje i akvadinamični oblik tijela - lako uočljive, druge su prilagodbe suptilnije, ali ne manje važne.
Sada studija dvaju instituta Max Planck iz Dresdena u Njemačkoj, Sveučilišta California u Riversideu i Američkog prirodoslovnog muzeja u New Yorku u New Yorku pokazuje kako se genetski sastav kitova razvio kako bi im omogućio život u oceanu .
U istraživačkom radu koji se pojavljuje u časopisu Napredak u znanosti, autori objašnjavaju da je taj prijelaz dijelom bio moguć jer su specifični geni tijekom tisućljeća postali neaktivni kod dupina, kitova i drugih kitova.
85 ‘izgubljenih gena’ možda je olakšalo život na moru
Vodeći autor Matthias Huelsmann i kolege bili su zainteresirani za bolje razumijevanje kako su se genomi kitova prilagodili kako bi im omogućili napredak pod vodom.
Da bi to učinili, "češljali" su 19.769 gena u 62 različite vrste sisavaca - uključujući, kako objašnjavaju u njihovom istraživačkom radu, "četiri kitova, dva pernata noga (klada koja uključuje tuljane i morževe), morsku kravu i 55 kopnenih sisavaca ”- traženje gena koji su postali neaktivni nakon što su kitovi evoluirali od svojih predaka koji su živjeli na zemlji.
„Da bismo precizno identificirali gene koji su inaktivirani tijekom prijelaza iz kopna u vodu u lozi stabljika kitova, poslužili smo se nedavno sekvenciranim genomom običnog nilskog konja, poluvodnog sisavca koji […] najbliži živi u odnosu na kitove. i razmatrali samo gene bez otkrivenih inaktivacijskih mutacija u nilskom konju “, nastavljaju objašnjavati autori studije.
Tako je tim uspio identificirati 85 "izgubljenih gena". Iako su prethodna istraživanja već identificirala neka od njih, 62 (što odgovara 73%) bila su nova otkrića.
Istraživači objašnjavaju da jedan od inaktiviranih gena igra ulogu u lučenju sline. Iako slina pomaže sisavcima koji žive na kopnu da podmazuju i omekšavaju hranu, kao i da pokreće probavni proces kroz određene enzime, vodenim sisavcima postalo je nepotrebno jer voda umjesto njih može obavljati te "poslove".
Dva druga gena koja su se "izgubila" bila su neophodna za stvaranje krvnih ugrušaka. Međutim, njihova inaktivacija vjerojatno je omogućila razvoj drugih mehanizama za brtvljenje rana koji su bili korisniji za vodeni život.
Drugi ključni gubitak bio je gubitak određenih gena koji sudjeluju u plućnoj funkciji. Nova genetska građa omogućuje plućima kitova da se sruše kad zarone duboko u more.
"Iako bi kolaps pluća za ljude predstavljao ozbiljan klinički problem, on služi za smanjenje uzgona i rizika od razvoja dekompresijske bolesti kod kitova", objašnjavaju Huelsmann i kolege.
Ispostavilo se da su kitovi izgubili i sve gene koji sisavcima omogućuju sintezu melatonina, hormona koji pomaže u regulaciji ciklusa sna i budnosti.
U ovih sisavaca koji obitavaju u vodi taj je gubitak mogao dovesti do evolucije različite vrste sna koja se naziva unihemisferni san. U ovom obliku sna, samo polovica mozga odmara, dok druga polovica ostaje na oprezu. Ovaj mehanizam omogućuje kitovima da plivaju na površinu ili po potrebi proizvode više topline.
Istražitelji tvrde da su sve ove prilagodbe mogle pomoći kitovima, dupinima i sličnim vodenim sisavcima da počnu živjeti više poput riba.
"[O] naša otkrića sugeriraju da su gubici gena u kitovima ne samo da su povezani sa vodenim specijalizacijama, već su mogli biti uključeni u prilagodbu na potpuno vodeno okruženje", zaključuju istraživači.
