Domů     Příroda
Chaos v genomu umožnil kdysi žížalám přechod z moře na souš
Zdroj: Pixabay

Žížaly patří mezi kroužkovce, konkrétně náleží do podkmene opaskovců. Chaotické přeuspořádání chromozomů pomohlo kdysi těmto tvorům přesídlit z mořského prostředí do sladkovodního, a některým dokonce i na souš..

Mezi opaskovce se řadí maloštětinatci a pijavice. Známým zástupcem maloštětinatců je žížala obecná, která žije na souši, patří sem však i tak zvaní krvaví červi (Glycera), kteří se vyskytují převážně ve sladkovodním prostředí.

Ačkoliv vzhledově jsou si žížaly a vodní červi neuvěřitelně podobní, takže v obchodě s rybářským náčiním jen těžko odhadnete, zda tam prodávaní červi pocházejí z půdy či bahnitého jezerního či mořského dna, jejich genomy se liší.

Je to proto, že skupina červů, kteří před stovkami milionů let opustili oceány a dnes se řadí mezi opaskovce, zcela reorganizovala své geny, díky čemuž mnohé z nich nalezly nové místo na chromozomech.

„Opaskovci mají ze všech dosud studovaných zvířat nejpromíchanější genomy,“ říká Yi-Jyun Luo, evoluční biolog z Biodiversity Research Center, Academia Sinica, který se podílel na jedné ze tří studií kroužkovců, jež k tomuto závěru letos nezávisle na sobě dospěly.

Je genomická stabilita důležitá?

Záhadou zůstává, proč zástupci opaskovců tak masivní genetické přeskupení podstoupili, nicméně existují náznaky, že jim to pomohlo opustit mořské prostředí. „Mezi všemi těmito změnami a přechodem na nová stanoviště existuje jasná korelace,“ uvádí Rosa Fernándezová, evoluční bioložka z Institutu pro evoluční biologii CSIC-UPS, která vedla další studii týkající se kroužkovců.

„Vědci dlouho věřili v důležitost chromozomální stability pro reprodukci,“ vysvětluje Darrin Schultz, biolog z Vídeňské univerzity, který se taktéž podílel na jedné ze studií.

A pokračuje: „Když se poloviční genomy ze spermie a vajíčka spojí, tyto kusy DNA se obecně musí shodovat, aby embryo bylo životaschopné.“ Joana Meierová, evoluční bioložka z Wellcome Sanger Institute, která na žádné ze studií nespolupracovala, k tomu říká:

„Je to velmi překvapivé, že se něco takového událo, člověk by si myslel, že proti tomu půjde silný přirozený výběr.“ „Časné analýzy sekvencí zvířecího genomu navíc tuto představu podpořily,“ říká Thomas Lewin, který spolupracoval s Yi-Jyuan Luem.

Glycera, zdroj: WikiCommons by Hans Hillewaert

Rozsáhlé úpravy genomu

Zachování genového řádu, společné lokace genů na chromozomech, je pozorovatelné i u vzdáleně příbuzných zvířat, tomuto fenoménu se říká makrosyntenie. „Pokud se podíváte na genom čehokoli od houby přes korál až po strunatce, mnoho z nich má tuto strukturu konzervovanou téměř dokonale,“ vysvětluje Lewin.

To ovšem neplatí pro opaskovce, u nich došlo k tak extenzivním úpravám genomů, že makrosyntenie není u genomu žížaly a pijavice prakticky rozpoznatelná.

„Všechno se rozbilo a pak se zcela náhodně přeskupilo,“ říká Fernándezová. „Přinutila jsem svůj tým analýzu genomů různých opaskovců opakovat tisíckrát, výsledky byly stejné,“ dodává. Domnívá se, že genomy těchto raných mořských červů mohly být zvláště otevřené reorganizaci, na základě toho, jak to nyní mají jejich potomci, krvaví červi a nereidky.

Jejich chromozomy jsou totiž neuvěřitelně poddajné. Vědci zjistili, že geny rozptýlené mezi různé chromozomy se shlukují fyzicky blízko u sebe díky tomu, že se tyto chromozomy různě prohýbají a překrývají.

Osídlení nových prostředí

Makrosyntenie tak pro ně neplatí v rámci jednoho chromozomu, ale v širším pohledu přes větší skupinu chromozomů je dosažena díky tomu, že se mohou geny volněji pohybovat a přitom být stále pospolu. U jejich předchůdců zřejmě nastala tak zvaná „genomická katastrofa“, kdy došlo nejen k reorganizaci genů v jejich spletité DNA, ale mnohdy k jejímu úplnému roztrhání, a to včetně genů podílejících se na stabilitě genomu a buněčném dělení.

Opaskovcům nejen, že se podařilo tuto genomickou katastrofu přežít, ale dokonce následně dobyli i nová prostředí. Je možné, že to byly právě kousky vzdálených genů slepené dohromady, které jim pomohly zvládnout stresové faktory, jako jsou změny úrovně kyslíku, slanosti či ultrafialového světla ve sladké vodě či půdě oproti moři.

Vědci však nejsou zatím schopni určit, co bylo příčinou a co následkem. Tito červi však mohou být skvělými modely pro odhalování mechanismů genomové nestability a její tolerance. „Zachování genomické architektury zřejmě není tak zásadní, jak se dříve předpokládalo.

Ve skutečnosti může být tato stabilita u živočichů spíše výjimkou než pravidlem,“ domnívá se Luo.

Štítky:
Související články
Motýly zpravidla obdivujeme pro jejích nádherné barvy a vzory na křídlech, stejně jako bezstarostné poletování. Málokdo by si tipnul, že právě tyto dvě věci jim poskytují největší ochranu před ptáky, kteří si na zástupcích hmyzu rádi pochutnávají. Plyne to ze závěrů nejnovější studie britských vědců. Přírodovědci dlouho přemýšleli nad tím, proč právě pestrobarevným motýlům se […]
Na privátně vlastněném ostrově Nosy Ankao, rozprostírající se severovýchodně od pobřeží Madagaskaru, se odehrává příběh, který začal jako odvážný ochranářský experiment. Dnes, téměř o deset let později, se z něj stal mimořádný příklad toho, že návrat ohrožených zvířat k přirozenému životu může fungovat. Na ostrově nyní žije 19 lemurů korunkatých (eulemur coronatus) a jedna ze […]
Hladový mladý lev našlapuje kolem zvířete, které se před ním nečekaně zvětšilo – na hřbetě se mu totiž vztyčily dlouhé ostny. Nebojácný dikobraz dupe, mručí, chřestí bodlinami. Bude šelma riskovat útok na tenhle chodící jehelníček? Nebo raději moudře ustoupí? Dikobrazi jsou živočichové známí v první řadě pro své bodliny. Už ne tolik známým faktem je, […]
Zoologická zahrada v českém hlavním městě patří mezi ty s poměrně dlouhou historií – ostatně letos slaví 95. „narozeniny“. Tak jako pro jiné moderní zoo jsou pro ni důležité ochranářské a reintrodukční aktivity. Zdaleka přitom není řeč jen o návratu koní Převalského do stepí Mongolska či Kazachstánu. Odborníci se v trojském areálu zaměřují na odchov […]
Madagaskar je výjimečný mimo jiné tím, že tu lze narazit na valnou část dosud známých druhů chameleonů. Jedním z nich je chameleon pardálí. Ten se vyznačuje znaky typickými i pro jiné zástupce rozvětvené chameleoní rodiny. Dokáže například pohybovat očima nezávisle na sobě a pokrýt svým zrakem takřka 360 stupňů. Také vystřeluje dlouhý jazyk, jímž chytá […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz