15:08 2023-03-29
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cum strămoșii peștilor marini de astăzi au cucerit oceanele
_ Cum strămoșii marinei de astăzi peștii au cucerit oceanele
O echipă internațională condusă de cercetători de la IRTA de la IBB-UAB și de la Universitatea din Bergen au identificat un set unic de gene care le permite peștilor teleostei marini să-și hidrateze ouăle astfel încât să plutească și se dispersează pentru supraviețuire în ocean. Mecanismele descoperite aruncă o lumină nouă asupra evoluției acestui grup de pești, căruia îi aparțin aproape toți peștii marini moderni și ai căror strămoși s-au aventurat din apele dulci în domeniul salin.
Oamenii de știință de la Spania, Italia și Norvegia oferă o nouă perspectivă asupra modului în care teleosteii, care reprezintă 96% din peștii marini moderni, au evoluat acest mecanism de hidratare într-un nou studiu publicat în Molecular Biology and Evolution. Ei au descoperit un grup de gene ale canalelor de apă care există doar la peștii teleostei. Genele permit apei să curgă prin membranele celulare și sunt exprimate în mod specific în membranele exterioare ale oului care se maturizează.
Studiul a fost condus de Joan Cerdà și Roderick Nigel Finn, cercetători ai Institutului de Cercetare și Tehnologie Agroalimentară. (IRTA), Spania și Universitatea din Bergen, Norvegia, la Institutul de Biotehnologie și Biomedicină al Universității Autònoma de Barcelona (IBB-UAB). Au participat și cercetători de la Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC), Centrul Spaniol de Reglementare Genomică (CRG), Institutul Norvegian de Cercetări Marine (IMR) și Universitatea din Padova, Italia.
Deși peștii au înotat în mare de sute de milioane de ani, nu a fost întotdeauna așa. Se consideră că strămoșii lor au evoluat în apă dulce. Acest lucru a reprezentat o problemă fiziologică majoră pentru primii pionieri și adepții lor care s-au aventurat în domeniul salin, deoarece concentrația de sare a fluidelor lor corporale era, la fel ca la oameni, mult mai mică decât apa de mare.
Toți teleostele moderne reflectă acest lucru. starea lor și ca strămoșii lor se confruntă cu deshidratarea din cauza mișcării pasive a apei din corp către mediul extern cu conținut ridicat de sare. Spre deosebire de oamenii care nu pot bea apă de mare din cauza incapacității rinichilor noștri de a elimina excesul de sare, teleostenii marini au dezvoltat această abilitate folosind celule specializate din branhii. Cu toate acestea, a existat o avertizare majoră. Pentru a cuceri pe deplin un mediu, este necesar să se reproducă acolo, dar ouălor lor unicelulare le lipsea oricare dintre sistemele de organe ale puilor și adulților care gestionează apa de mare.
Soluția adaptativă realizată de teleosteții marini este aceea că își hidratează ouăle mature înainte de a fi ovulați pentru a oferi embrionilor în curs de dezvoltare apa vieții. Cantitatea de hidratare determină dacă ouăle eliberate sunt mai grele sau mai ușoare decât apa de mare din jur și, prin urmare, dacă se vor scufunda pe fundul mării sau vor pluti și vor fi dispersate în oceane.
Un aspect neobișnuit al genelor identificate. de către cercetători este că acestea sunt duplicate strâns legate care îndeplinesc aceeași funcție. De obicei, atunci când apar duplicate de gene strâns legate, se poate dobândi o nouă funcție sau se pierde din cauza redundanței suprapuse. „În cazul de față, noile gene îndeplinesc aceeași funcție în aceeași membrană a ouălor”, explică Joan Cerdà.
Prin screening-ul a sute de genomi de teleost, studiul dezvăluie că practic toate speciile de teleoste care produc ouăle plutitoare păstrează exclusiv cel puțin una dintre gene, o treime dintre ele reținând ambele gene. Prin contrast, aproape jumătate dintre speciile care produc ouă care se scufundă au pierdut ambele gene și aproape toate speciile care își incubează ouăle în interior, cum ar fi căluții de mare, au pierdut, de asemenea, ambele gene.
Pentru a descoperi modul în care ouăle plutitoare utilizează genele, autorii au folosit o mare varietate de tehnici experimentale cuplate cu tehnologii de secvențiere a ADN-ului de ultimă generație pentru a arăta că proteinele rezultate din fiecare genă au dezvoltat mecanisme specifice care controlează inserarea lor în membranele exterioare ale ouălor. „Când astfel de mecanisme sunt activate, fiecare canal se leagă de un tip necunoscut anterior de proteină care menține canalele în membrană”, spune Roderick Nigel Finn. Aceste noi proteine descoperite de cercetători se găsesc, de asemenea, numai în peștii teleostei.
O caracteristică surprinzătoare este că, la teleostele marine moderne, un al doilea mecanism de activare face ca unul dintre canale să fie mutat într-o altă parte a membrana exterioară a ouului. În acest fel, ambele canale continuă să îndeplinească aceeași funcție și evită să concureze pentru același spațiu în membrană. Rezultatul este că fluxul de apă în oul matur este accelerat. Procesul se încheie atunci când noile proteine de legare sunt eliberate, ceea ce face ca cele două canale să părăsească membrana exterioară a oului. Acest lucru blochează apa dobândită în interiorul oului.
Mecanismul de hidratare este atât de eficient încât înzestrează ouăle cu mai mult de 90% apă. Când sunt eliberate în mediul marin și fertilizate, ouăle plutesc ca pasageri pasivi în curenții oceanici și sunt astfel transportate către noi orizonturi.
Comentarii:
Adauga Comentariu