Сега знаем защо птицечовките са толкова странни – техните гени са част от птици, влечуги и бозайници

Птицечовка яде червей. (Джон Карнемола/Гети изображения)

Първата пълна карта на генома на птицечовка току-що беше публикувана и е толкова странна, колкото бихте очаквали от същество с 10 полови хромозоми, чифт отровни шпори, козина отфлуоресцентна козина, и кожа, която „изпотява“ мляко.

Птицечовката е едно от най-странните създания на Земята. Заедно с шиповидната ехидна, тези две австралийски животни принадлежат към високоспециализирана група бозайници, известни като монотреми, които едновременно снасят яйца, но също така кърмят малките си с мляко.

Гените и на двете са относително примитивни и непроменени, разкривайки странна смесица от няколко класа гръбначни животни, включително птици, влечуги и бозайници.

Колкото и различна да изглежда птицечовката в началото, точно тези разлики разкриват нашите прилики и споделеното ни потекло с другите гръбначни животни на Земята.

Учените смятат, че неговият геном може да ни разкрие тайни за собствената ни еволюция и как нашите далечни предци бозайници са преминали от снасянето на яйца до раждането.

„Пълният геном ни даде отговорите как са се появили някои от странните черти на птицечовката“, обяснява еволюционният биолог Guojie Zhang от университета в Копенхаген.

„В същото време декодирането на генома на птицечовката е важно за подобряване на разбирането ни за това как са еволюирали други бозайници – включително и нас, хората.“

В предишни години женска птицечовка е секвенирала част от генома си, но без никакви Y хромозомни последователности липсваше много информация.

Използвайки мъжка птицечовка, изследователите вече са създали физическа карта с много точен геном на птицечовка.

Днес живите бозайници са разделени на три групи, включително еднопроходни, торбести и еутерични, или „плацентни“. Ние, хората, принадлежим към последната група.

Заедно последните два съставляват подклас, известен като терийски бозайници . Всички териански бозайници раждат живи малки, но еднопроходните са просто твърде различни, за да бъдат причислени към тази група.

Все още не е ясно кога и трите от тези отделни групи за първи път са започнали да се отклоняват една от друга. Някои смятат, че еднопроходните са се отделили първи, а торбестите и еутериите са последвали примера им. Други смятат, че и трите групи са се разминавали приблизително по едно и също време .

Геномът на птицечовката сега помогна да се изяснят някои от датите. Данните, събрани от линиите на ехидната и птицечовката, предполагат, че последният им общ прародител е живял преди 57 милиона години.

Междувременно изглежда, че монотремите като цяло са се отделили от торбестите и еутерийните бозайници преди около 187 милиона години.

Дори след цялото това време, полуводната птицечовка е останала забележително непроменена, заемайки ниша в австралийския храст, която много торбести и бозайници просто не могат.

Авторите са особено заинтересовани от половите хромозоми на животните, които изглежда са произлезли независимо от други териански бозайници, всички от които съдържат проста XY двойка.

Птицечовката обаче е единственото известно животно с 10 полови хромозоми (ехидните имат девет). Птицечовките имат 5X и 5Y хромозоми, организирани в пръстен, който изглежда се е разпаднал на парчета в хода на еволюцията на бозайниците.

Сравнявайки тази хромозомна информация с геномите на хора, опосуми, тасманийски дяволи, пилета и гущери, авторите откриха, че половите хромозоми на птицечовката имат повече общо с птици като пилета, отколкото с бозайници като хората.

Но докато птицечовките снасят яйца като пилета, те хранят малките си с мляко като териански бозайници.

Следователно не е голяма изненада, че монотремните геноми съдържат повечето млечни гени, които притежават другите териански бозайници.

Казеиновите гени помагат за кодирането на определени протеини в млякото на бозайници, но еднопроходните изглежда имат допълнителни казеини с неизвестни функции. Въпреки това тяхното мляко не е различно от това, което идва от крава или дори от кърмещ човек.

Като такава, птицечовката вероятно не е толкова зависима от яйчните протеини, колкото други видове птици и влечуги, защото по-късно може да храни малките си чрез лактационните жлези на кожата си.

Геномът му подкрепя това. Докато птиците и влечугите разчитат на три гена, които кодират основните яйчни протеини, птицечовката изглежда е загубила повечето от тези гени преди около 130 милиона години. Пилетата днес имат и трите гена за яйчен протеин, хората нямат нито един, а птицечовката има само едно напълно функционално копие.

Птицечовката е нещо странно по средата и нейният геном е нещо като мост към собственото ни еволюционно минало.

„Това ни информира, че производството на мляко при всички съществуващи видове бозайници е развито чрез същия набор от гени, получени от общ прародител, живял преди повече от 170 милиона години – заедно с ранните динозаври в юрския период, Джан казва .

Пълният геном също разкри загубата на четири гена, свързани с развитието на зъбите, които вероятно са изчезнали преди около 120 милиона години. За да се храни, птицечовката сега използва чифт подобни на рог чинии, за да смила храната си.

Отровните шипове на задните му крака вероятно могат да се обяснят с дефензиновите гени на създанието, които са свързани с имунната система на други бозайници и изглежда пораждат уникални протеини в отровата им. Ехидните, чиито геноми също са секвенирани, изглежда са загубили този ключов ген на отровата.

Авторите казвам техните резултати представляват „някои от най-завладяващата биология на птицечовката и ехидната“.

„Новите геноми и на двата вида ще дадат възможност за по-нататъшно вникване в терианските иновации и биологията и еволюцията на тези необикновени снасящи яйца бозайници“, те заключавам .

Проучването е публикувано в Природата .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.