Güney Amerika akciğerli balıkları tüm hayvanlar arasında en büyük genoma sahiptir

Will Dunham’ın yazdığı

Washington, 16 Ağustos (Reuters) –Güney Amerika akciğerli balıkları sıra dışı bir canlı, bir bakıma yaşayan bir fosil. Brezilya, Arjantin, Peru, Kolombiya, Venezuela, Fransız Guyanası ve Paraguay’ın yavaş hareket eden durgun sularında yaşar. Karada yaşayan ilk omurgalıların yaşayan en yakın akrabasıdır ve 400 milyon yıldan daha eski ilkel atalarına çok benzemektedir. .

Lepidosiren paradoxa olarak adlandırılan bu tatlı su canlısı türünün başka bir avantajı daha var: Dünyadaki herhangi bir hayvan arasında en büyük genoma (bir organizmanın tüm genetik bilgilerine) sahip. Bilim insanları artık onun genomunu sıraladılar ve normal bir genomun boyutundan yaklaşık 30 kat daha büyük olduğunu buldular. İnsan genetik planı.

Genom büyüklüğünün bir ölçüsü, bir organizmadaki hücrelerin çekirdeğindeki DNA’nın temel birimleri olan baz çiftlerinin sayısıydı. Bir iplik yumağı gibi uzatılsaydı, her bir akciğer balığı hücresindeki DNA’nın uzunluğu yaklaşık 60 metreye kadar uzayabilirdi. İnsan genomuna gelince, bu sadece 6,5 fit (iki metre) kadar uzanacak.

“Analizlerimiz, Güney Amerika akciğerli balık genomunun son 100 milyon yıl içinde muazzam bir şekilde büyüdüğünü ve buna “Her 10 milyon yılda bir insan” eşdeğerinin eklendiğini ortaya çıkardı. doğa.

Aslında Schneider, Güney Amerika akciğerli balıkların 19 kromozomundan (organizmanın genetik bilgisini taşıyan ipliksi yapılar) 18’inin her birinin bireysel olarak tüm insan genomundan daha büyük olduğunu söyledi.

Büyük boyutlarına rağmen genomu daha büyük olan bitkiler de vardır. Güncel rekor sahibi Yeni Kaledonya’nın Fransız Pasifik bölgesinde Tmesipteris oblanceolata adı verilen dikenli eğrelti otunun bir türüdür. Genomu insan genomunun 50 katından daha büyüktür.

Şimdiye kadar bilinen en büyük hayvan genomu, başka bir akciğerli balık olan Avustralya akciğerli balığı Neoceratodus forteri’ye aitti. Güney Amerika akciğerli balık genomu, kendisinin iki katından daha büyüktü. Dünyanın diğer dört akciğerli balık türü Afrika’da yaşıyor ve onların da genomları büyük.

Akciğerli balık genomları büyük ölçüde tekrarlayan elementlerden oluşur; genomun yaklaşık %90’ı. Araştırmacılar, akciğerli balık genomlarında belgelenen devasa genom genişlemesinin, normalde bu tür gen çoğalmasını baskılayan bu tür mekanizmalardaki bir düşüşle bağlantılı göründüğünü söyledi.

Schneider, “Hayvanların genom boyutları büyük ölçüde değişiklik gösteriyor, ancak genom boyutu varyasyonunun önemi ve nedenleri belirsizliğini koruyor. Çalışmamız, kromozom stabilitesini korurken genom boyutunu kontrol eden mekanizmaları tanımlayarak genom biyolojisi ve yapısı hakkındaki anlayışımızı geliştiriyor” dedi.

Güney Amerika akciğer balıklarının uzunluğu yaklaşık 1,25 metreye ulaşır. Diğer balıklar nefes almak için solungaçlara ihtiyaç duyarken, akciğerli balıklarda da bir çift akciğer benzeri organ bulunur. Amazon Nehri Havzası ve Paraná-Paraguay Nehri’nin bataklık, oksijenden yoksun bölgelerinde yaşıyor ve sudan elde ettiği oksijeni, havadaki oksijeni soluyarak tamamlıyor.

Akciğerli balıklar ilk olarak Devoniyen döneminde ortaya çıktı. Devoniyen Dönemi sırasında, Dünya’daki yaşamın tarihindeki en önemli anlardan biri meydana geldi; akciğerleri ve kaslı yüzgeçleri olan balıklar, ilk tetrapodlara, yani dört ayaklı kara omurgalılarına evrildi. Amfibiler, Sürüngenler, Kuşlar Ve Memeliler.

Günümüz akciğerli balıklarının ataları tetrapodların ataları olduğundan, genomları, omurgalıların uzun zaman önce karada yaşamı mümkün kılan uzuvlar gibi özellikleri nasıl geliştirdikleri konusunda fikir verebilir.

Örneğin araştırmacılar, embriyonik gelişim sırasında önemli olayları düzenleyen Sonic Hedgehog Shh geni olarak adlandırılan genin aktivitesini kontrol eden genetik mekanizmanın, akciğerli balık yüzgeçlerindeki kemikli parmaklara eşdeğer oluşumu kontrol etmiş olabileceğini gösterdi. Akciğerli balıkların yüzgeçlerinde bulunan bu parmaklar, sonunda tetrapodların el ve ayak parmaklarına dönüştü.

Schneider, “Tetrapodların ataları, yüzgeçlerden evrimleşen uzuvlarla karayı istila ettiler ve akciğerler yoluyla hava soludular” dedi. “Bu özellikler, yalnızca mevcut akciğerli balık soylarının biyolojisini inceleyerek, karada kolonileşmeden önce ortaya çıkmış olabilir. Omurgalıların sudan toprağa geçişini kolaylaştıran temel ve moleküler gelişim mekanizmaları.”

Hazırlayan: Will Dunham, Düzenleyen: Rosalba O’Brien