โดย สเตฟานี ปัปปาส เผยแพร่เมื่อ 8 วันก่อนเซฟาโลพอดแหกกฎด้วยจีโนมของพวกเขา
ปลาหมึกยักษ์แนวปะการังแคริบเบียน (Octopus briareus) เว็บสล็อตล่าสัตว์ในเวลากลางคืนที่แนวปะการังในคูราเซา (เครดิตภาพ: ไวลด์ฮอไรซันส์/ยูนิเวอร์แซลอิมเมจกรุ๊ปผ่านเก็ตตี้อิมเมจ)
ปลาหมึกปลาหมึกและปลาหมึกมีจีโนมกวนขึ้นที่อาจช่วยอธิบายว่าเซฟาโลพอดเหล่านี้พัฒนาระบบประสาทที่ซับซ้อนที่สุดของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังใด ๆ ได้อย่างไร
การจัดลําดับทางพันธุกรรมใหม่แสดงให้เห็นว่ายีนของสัตว์เหล่านี้ผสมกันจัดเรียงตามลําดับแปลก ๆ
ที่ไม่เห็นในสายพันธุ์อื่นที่ไม่ใช่เซฟาโลพอด การผสมและการจับคู่ดีเอ็นเอนี้อาจทําให้วิวัฒนาการเป็นแซนด์บ็อกซ์ใหม่ที่จะเล่นในการศึกษาผู้เขียนร่วมแคโรไลน์อัลเบอร์ตินนักชีววิทยาที่ห้องปฏิบัติการชีวภาพทางทะเลของมหาวิทยาลัยชิคาโกบอกกับวิทยาศาสตร์สด”สมมติฐานคือการจัดเรียงยีนใหม่เหล่านี้ส่งผลให้เกิดรูปแบบการแสดงออกใหม่และนั่นหมายความว่ายีนเหล่านี้สามารถใช้ในสถานที่ใหม่หรือในรูปแบบใหม่” อัลเบอร์ตินกล่าวโดยอ้างถึงกระบวนการของยีนที่ถูก “แสดงออก” หรือเปิดใช้งานเพื่อสร้างโปรตีนที่ทํางานบางอย่างในร่างกายในทางกลับกันโอกาสใหม่ ๆ เหล่านั้นสามารถอธิบายความสามารถที่น่าทึ่งของปลาหมึกและปลาหมึกยักษ์เช่นวิสัยทัศน์ขั้นสูงหรือแขนที่มี “สมอง” ของตัวเอง
นักวิทยาศาสตร์สงสัยมานานแล้วว่าสิ่งแปลก ๆ กําลังเกิดขึ้นในจีโนมเซฟาโลพอด ในปี 2015 เมื่อ Albertin และเพื่อนร่วมงานของเธอจัดลําดับจีโนมปลาหมึกยักษ์ตัวแรกพวกเขาคาดว่าจะเห็นรูปแบบของวิวัฒนาการทางพันธุกรรมคล้ายกับสัตว์มีกระดูกสันหลังจํานวนมาก: การทําสําเนา ในช่วงประวัติศาสตร์อันยาวนานของชีวิตบนโลกสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งหมดที่มีขากรรไกรได้คัดลอกจีโนมของพวกเขาสองครั้งซึ่งหมายความว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนกปลาสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ําและฉลามได้สะสมจีโนมดั้งเดิมทั้งหมดสี่ชุด ยีนที่คัดลอกมาบางส่วนได้หายไปแต่หลายยีนถูกยืมโดยวิวัฒนาการเพื่อรับบทบาทใหม่
”มันเปิดสนามเด็กเล่นจีโนมทั้งหมดสําหรับวิวัฒนาการที่จะทําหน้าที่ใน”อัลเบอร์ตินกล่าวว่า “[M]aybe หนึ่งในสี่ยีนสามารถออกไปและเริ่มทําอย่างอื่นได้”
มันยืนเหตุผลที่วิวัฒนาการ cephalopod เกี่ยวข้องกับกระบวนการทําซ้ําเดียวกัน แต่เมื่อพวกเขาเริ่มขุดเข้าไปในจีโนมปลาหมึกยักษ์อัลเบอร์ตินและเพื่อนร่วมงานของเธอไม่พบหลักฐานว่าเซฟาโลพอดได้ทําการคัดลอกทางพันธุกรรมนี้ ตอนนี้ทีมได้ลึกลงไปแล้วโดยใช้เทคโนโลยีการจัดลําดับยุคใหม่เพื่อปะติดปะต่อการอ่านระดับโครโมโซมของปลาหมึกสองตัว – ปลาหมึกหางสั้นฮาวาย (Euprymna scolopes) และปลาหมึกในชายฝั่งครีบยาว (Doryteuthis pealeii) – และปลาหมึกหนึ่งตัว – ปลาหมึกสองจุดแคลิฟอร์เนีย (Octopus biamaculoides)ในเอกสารที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications เมื่อ
วันที่ 21 เมษายนและ 4 พฤษภาคมนักวิจัยใช้วิธีการจัดลําดับจีโนมที่แตกต่างกันสามวิธีเพื่อถอดรหัสจีโน
มรวมถึงการจัดลําดับการอ่านที่ล้ําสมัยซึ่งสามารถอ่านคู่ฐานดีเอ็นเอได้หลายพันคู่ในครั้งเดียว (รุ่งอรุณของโมเลกุลเหมือนบันไดของดีเอ็นเอประกอบด้วยคู่ของฐานไนโตรเจน) หากจีโนมเป็นหนังสือหรือแม่นยํายิ่งขึ้นหนังสือชุดยาวมาก – ปลาหมึกหางสั้นฮาวายมี 5.5 พันล้านคู่ฐานในจีโนม – การจัดลําดับที่อ่านมานานช่วยให้นักวิทยาศาสตร์อ่านหน้าแทนย่อหน้าอัลเบอร์ตินกล่าว
ผสมยีนสมองที่ซับซ้อน? ผลการศึกษาพบว่าจีโนมของเซฟาโลพอดถูกปั่นป่วนและกวน การศึกษาของอัลเบอร์ตินผู้เขียนร่วม Hannah Schmidbaur และ Oleg Simakov ของมหาวิทยาลัยเวียนนาและเพื่อนร่วมงานของพวกเขาเปรียบเทียบยีนเซฟาโลพอดกับหลายพันยีนที่คล้ายกันที่พบในสัตว์หลากหลายชนิด พวกเขาพบยีนสามตัวหรือมากกว่า 505 บล็อกที่เกิดขึ้นร่วมกันในปลาหมึกและปลาหมึก ยักษ์ แต่ไม่พบร่วมกันในสัตว์อื่น ๆ หากยีน A, B และ C มักจะพบใกล้ชิดกันในโครโมโซม 5 ในหอยทากและปลาและแมลงวันผลไม้เช่นพวกเขามักจะกระจัดกระจายไปทั่วโครโมโซมสามตัวแยกกันในเซฟาโลพอดการค้นพบคือ “จิตใจที่สั่นคลอน” อัลเบอร์ตินกล่าวเพราะคําสั่งของยีนมักจะเหมือนเดิมแม้ในหมู่สปีชีส์ที่อยู่ห่างไกลจากต้นไม้วิวัฒนาการ”นั่นสําหรับนักชีววิทยาวิวัฒนาการชี้ให้เห็นว่ามีเหตุผลที่คุณรักษาลําดับยีนนั้นไว้” “และเซฟาโลพอดดูเหมือนจะแหกกฎเหล่านี้”
เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง- Cephalopods: ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับปลาหมึกปลาหมึกนอติลุสและอื่น ๆยังไม่ชัดเจนว่าเซฟาโลพอดดึงการไม่เชื่อฟังทางพันธุกรรมนี้ออกมาได้อย่างไร การรบกวนยีนเกิดขึ้นในช่วงหลายชั่วอายุคนของเซฟาโลพอดและหลายร้อยล้านปีอัลเบอร์ตินกล่าวว่าและอาจพึ่งพา “ยีนกระโดด” หรือที่เรียกว่าองค์ประกอบที่เปลี่ยนได้ซึ่งเป็นลําดับดีเอ็นเอที่สามารถกระโดดไปรอบ ๆ จีโนมนักวิจัยตรวจสอบว่ายีนใดมีการใช้งานในเนื้อเยื่อเซฟาโลพอดและพบว่าการจัดกลุ่มยีนเซฟาโลพอดที่เป็นเอกลักษณ์จํานวนมากไม่ว่างในเนื้อเยื่อประสาทโดยบอกใบ้ว่าลําดับพิเศษเหล่านี้อาจมีบทบาทในวิวัฒนาการของเซฟาโลพอดสมาร์ท”นี่เป็นการชี้ให้เห็นมุมมองใหม่ที่น่าตื่นเต้นเกี่ยวกับวิธีที่คุณสมบัตินวนิยายเกิดขึ้นในวิวัฒนาการ” อัลเบอร์ตินกล่าว
ตีพิมพ์ครั้งแรกในวิทยาศาสตร์สดเว็บสล็อต
