O schimbare a dus acest pește de la aripioare la membre

Cum exact asta s-ar fi putut întâmpla cu sute de milioane de ani în urmă, totuși, a fost mult timp un mister evolutiv care i-a descumpănit pe oamenii de știință.

Acum oamenii de știință americani spun că este posibil să fi dat peste un posibil răspuns.

Prin modificarea unei singure gene, cercetătorii de la Universitatea Harvard și Spitalul de Copii din Boston au proiectat un pește zebră care a arătat începutul anexelor asemănătoare membrelor.

Pentru a răspunde la modul în care animalele au făcut tranziția de la mare la uscat, oamenii de știință s-au uitat în mod tradițional la înregistrările fosile. Dar în ultimii 30 de ani, oamenii de știință au căutat schimbări ale genelor care ar putea explica tranziția de la aripă la membrul modern.

„Cel mai surprinzător pentru mine este că o astfel de schimbare drastică a musculaturii scheletului și a aripioarelor este posibilă cu o singură mutație”, a spus Brent Hawkins, coleg postdoctoral la Universitatea Harvard și la Boston Children’s Hospital și primul autor al studiului publicat joi. in ziar Celulă.

„Înainte de această descoperire, se presupunea că tranziția membrelor-aripioare implică modificări multiple într-o multitudine de gene”, a remarcat el prin e-mail.

„Desigur, această transformare a fost încă un proces foarte gradual și complex, dar mutanții noștri arată că ar fi putut implica și salturi rapide și că animalele în curs de dezvoltare sunt capabile să încorporeze oasele noi destul de ușor.”

Această ilustrație, produsă de cercetătorii studiului, arată (din stânga) modul în care un membru uman are multiple oase lungi care permit o gamă largă de mișcări;  scheletul aripioarelor unui zebră normală care nu are articulație;  și cel al unui pește zebră mutant, cu oase noi care se îndepărtează de corp într-un model similar cu cel al membrelor.

Abilitate înnăscută

În timp ce cercetările anterioare au identificat genele necesare pentru a face oasele aripioarelor și membrelor, nimeni nu a găsit anterior o schimbare genetică care să determine schimbarea unei aripioare într-un model mai asemănător membrelor, a explicat Hawkins prin poștă.

READ  NASA a descoperit cum arată o gaură neagră și lansează un „remix” spațial

Mutația pe care au descoperit-o cercetătorii provoacă o schimbare a oaselor aripioarelor pectorale ale peștilor zebră, care se atașează la articulația umărului peștelui la fel ca și modul în care brațul uman se atașează la umăr.

Un nou set de oase lungi – numite radiale intermediare – se dezvoltă, formând o articulație similară cu un cot uman. Schimbarea genetică include noi mușchi și articulații care se găsesc la nivelul membrelor, dar nu la aripioarele unice.

Descoperirea oamenilor de știință a arătat că peștii, despre care se credea că au pierdut mașinile necesare pentru a evolua părți ale corpului asemănătoare membrelor, păstrează de fapt o capacitate înnăscută de a forma aceste structuri.

Peștele zebraf de dimensiuni miniaturale a devenit un pilon al cercetării genetice. Sunt ușor de păstrat în număr mare și se reproduc ușor, cu o singură pereche de împerechere producând sute de ouă în fiecare săptămână. Acești pești sunt, de asemenea, moi și ușor de manevrat, iar ouăle și embrionii lor sunt translucizi și ușor de examinat.

Cercetătorii au mutat la întâmplare genele peștilor zebră, apoi au examinat în mod sistematic peștii pentru a găsi cei care au suferit modificări interesante în forma lor – în acest caz, structuri asemănătoare membrelor.

Apoi au secvențiat ADN-ul pentru a afla care gene au fost afectate înainte de a utiliza Instrument de editare a genei CRISPR – o metodă de modificare a genelor care au câștigat Premiul Nobel pentru chimie anul trecut.

Această legătură genetică dintre aripioare și membre ar putea, cu mai multe cercetări, să arate lumina asupra modului în care unele animale au făcut trecerea de la mare la uscat și de ce mecanică genetică este necesară pentru ca aceasta să se întâmple.

READ  Apa giganților de gheață Uranus și Neptun este foarte diferită de apa de pe Pământ

O întrebare pe care echipa speră să o examineze în continuare este dacă noile oase modifică modul în care funcționează aripioarele zebră și cum se mișcă peștele.

„Că schimbări atât de complexe și coordonate ar putea rezulta din modificarea unei singure litere de ADN a fost destul de șocant și dezvăluie că strămoșii peștii noștri aveau materialul genetic brut și capacitatea latentă de a crea membre”, a spus Hawkins.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *