Balinalar ve yunuslar denizde yaşam için nasıl gelişti?
Yeni bir çalışma, yunusları ve balinaları içeren deniz memelilerinin genomlarının, bu hayvanların karasal ortamdan su ortamlarına geçişine izin verecek şekilde önemli şekillerde değiştiğini gösteriyor.
Yunuslar ve balinalar gibi deniz memelileri balık gibi görünseler de - tıpkı balıklar gibi - sucul ortamlarda yaşıyor olsalar da, aslında suda yaşayan memelilerdir.
Bu nedenle, birçok yönden, genç yaşamayı doğuran ve sonra onları besleyen karada yaşayan omurgalılara daha yakındırlar.
Araştırmacılar artık deniz memelilerinin yaklaşık 52.5 milyon yıl önce karada yaşayan atalardan evrimleşerek denizde bir hayata geçiş yaptıklarını biliyorlar.
Bu büyük değişiklik için, bu memeli grubu zaman içinde yavaş yavaş adapte olmuş ve su altı yaşamının gereksinimlerine uyan farklı biyolojik özellikler geliştirmiştir.
Yüzgeçler, yüzgeçler ve su dinamik vücut şekli dahil bazıları kolayca fark edilirken, diğer uyarlamalar daha inceliklidir ancak daha az önemli değildir.
Şimdi, Almanya Dresden'deki iki Max Planck Enstitüsünden, Riverside'daki California Üniversitesi'nden ve New York, New York'taki Amerikan Doğa Tarihi Müzesi'nden yapılan bir araştırma, deniz memelilerinin genetik yapılarının okyanusta yaşamalarına izin verecek şekilde nasıl evrimleştiğini gösteriyor. .
Dergide yer alan araştırma makalesinde Bilim Gelişmeleriyazarlar, bu geçişin kısmen mümkün olduğunu, çünkü belirli genlerin binlerce yıldır yunuslarda, balinalarda ve diğer deniz memelilerinde etkisiz hale geldiğini açıklıyor.
85 'kayıp gen' denizdeki yaşamı kolaylaştırmış olabilir
Baş yazar Matthias Huelsmann ve meslektaşları, deniz memelilerinin genomlarının su altında gelişmelerine izin verecek şekilde nasıl adapte olduklarını daha iyi anlamakla ilgilendiler.
Bunu yapmak için, 62 farklı memeli türünde 19.769 geni "taradılar" - çalışma makalelerinde açıkladıkları gibi, "dört deniz memelisi, iki yüzgeçayaklı [fokları ve deniz aygırlarını içeren bir sınıf], bir deniz ayısı ve 55 kara memelisi dahil. ”- deniz memelileri karada yaşayan atalarından evrimleştikten sonra etkisiz hale gelen genleri aramak.
"Deniz memelileri kök soyunda karadan suya geçiş sırasında etkisiz hale getirilen genleri kesin olarak belirlemek için, deniz memelilerine göre en yakın yaşayan yarı suda yaşayan bir suaygırı olan ortak suaygırının yakın zamanda dizilenmiş genomunu kullandık. ve sadece hipopotamda etkisizleştirici mutasyonlar tespit edilmeyen genler olarak kabul edildi ”diyor çalışma yazarları.
Böylece ekip 85 "kayıp geni" tespit etmeyi başardı. Önceki araştırmalar bunlardan bazılarını zaten belirlemiş olsa da, 62'si (% 73'e eşdeğer) yeni keşiflerdi.
Araştırmacılar, inaktive genlerden birinin tükürük salgılanmasında rol oynadığını açıklıyor. Tükürük, karada yaşayan memelilerin yiyecekleri yağlamasına ve yumuşatmasına yardımcı olurken, ayrıca sindirim sürecini belirli enzimlerle başlatırken, suda yaşayan memeliler için gereksiz hale geldi çünkü su bu "işleri" yerine getirebilir.
Kan pıhtısı oluşumu için "kaybolan" diğer iki gen gerekliydi. Bununla birlikte, inaktivasyonlarının, sucul yaşamın gelişmesi için daha yararlı olan diğer yara kapatma mekanizmalarına olanak sağlaması muhtemeldir.
Diğer bir önemli kayıp, akciğer fonksiyonuyla ilgili belirli genlerdeki kayıptı. Yeni genetik yapı, deniz memelilerinin ciğerlerinin denizin derinliklerine daldıklarında çökmesine izin veriyor.
Huelsmann ve meslektaşları, "Akciğer çökmesi insanlar için ciddi bir klinik problem oluştursa da, deniz memelilerinde hem kaldırma kuvvetini hem de dekompresyon hastalığı geliştirme riskini azaltmaya hizmet ediyor," diye açıklıyor.
Memelilerin uyku ve uyanıklık döngülerini düzenlemeye yardımcı olan bir hormon olan melatonin sentezlemesine izin veren tüm genleri de kaybettikleri ortaya çıktı.
Bu suda yaşayan memelilerde, bu kayıp, tek yarım küre şeklinde uyku adı verilen farklı bir uyku türünün evrimleşmesine yol açmış olabilir. Bu uyku biçiminde, beynin sadece yarısı dinlenirken diğer yarısı uyanık kalır. Bu mekanizma, deniz memelilerinin yüzeye çıkmasına veya gerekirse daha fazla ısı üretmesine izin verir.
Araştırmacılar, tüm bu uyarlamaların balinaların, yunusların ve benzeri suda yaşayan memelilerin daha çok balık gibi yaşamaya başlamasına yardımcı olabileceğini öne sürüyorlar.
Araştırmacılar, "[O] ur bulgular, deniz memelilerindeki gen kayıplarının yalnızca sucul uzmanlıklarla ilişkili olmadığını, aynı zamanda tamamen sucul bir ortama uyum sağlamada da rol oynayabileceğini öne sürüyor."
