Žirafos išskirtinė anatomija ir evoliucinių adaptacijų rinkinys

Žirafos paprastai yra labai budrios ir naudojasi savo aukščio pranašumu, kad galėtų skenuoti horizontą naudodamos puikų regėjimą. Kreditas: „Mogens Trolle“

Žirafa yra nuostabus gyvūnas. Dėl savo nepaprastos anatomijos ir daugybės evoliucinių adaptacijų žirafa yra puikus gyvūnų evoliucijos ir fiziologijos atvejis. Dabar tarptautinė Kopenhagos universiteto ir Šiaurės vakarų politechnikos universiteto (Kinija) tyrėjų komanda pagamino aukštos kokybės žirafos genomą ir ištyrė, kurie genai gali būti atsakingi už unikalias biologines savybes.

Nepaprastas žirafos ūgis lėmė ilgą fiziologinių adaptacijų sąrašą. Pavyzdžiui, žirafos kraujospūdis yra dvigubai didesnis nei žmonėms ir daugeliui kitų žinduolių, kad aukšta galva tolygiai aprūpintų krauju. Kaip žirafa išvengia įprasto aukšto kraujospūdžio šalutinio poveikio, pavyzdžiui, rimtos širdies ir kraujagyslių sistemos pažeidimo ar insulto?

Išbandykite pelių žirafos mutacijas / genus

Komanda atrado specifinį geną, vadinamą FGFRL1, kuris, palyginti su visais kitais gyvūnais, patyrė daug žirafos pokyčių. Naudodami sudėtingus žemės dirbimo būdus, jie laboratorinėms pelėms įvedė specifines žirafos FGFRL1 mutacijas. Įdomu tai, kad žirafos pelės skyrėsi dviem svarbiais aspektais nuo įprastų pelių: gydant vaistą, kuris padidino kraujospūdį, jos patyrė mažiau širdies ir kraujagyslių bei organų pažeidimų, jos tapo kompaktiškesnės ir tankesnės.

“Abu šie pokyčiai yra tiesiogiai susiję su unikaliomis žirafos fiziologinėmis savybėmis – aukšto kraujospūdžio valdymu ir kompaktiškų bei tvirtų kaulų palaikymu, nors jis auga greičiau nei bet kuris kitas žinduolis, kad suformuotų pailgą kaklą ir kojas”. sako Rasmusas Helleris. iš Kopenhagos universiteto Biologijos katedros, vienos pagrindinių tyrimo autorių.

Žirafos negali užmigti

Nors kai kuriems žmonėms jis iššoka iš lovos, tai yra pastangų nereikalaujantis ir elegantiškas reikalas, tačiau tikrai ne žirafos atveju. Tiesiog atsikėlimas yra ilga ir nepatogi procedūra, jau nekalbant apie atsikėlimą nuo žiauraus plėšrūno ir pabėgimą. Todėl žirafos išsivystė taip, kad miegodamos praleido daug mažiau laiko nei dauguma kitų žinduolių.

Rasmusas Helleris priduria: “Mes nustatėme, kad pagrindiniai genai, reguliuojantys paros ritmą ir miegą, yra stipriai parinkti tarp žirafų, o tai gali suteikti žirafai periodiškesnį miego ir pabudimo ciklą nei kiti žinduoliai.”

Remiantis kitų gyvūnų tyrimais, taip pat atrodo, kad evoliucinis kompromisas lemia jų jutiminį suvokimą, sako Rasmusas:

Žirafos paprastai yra labai budrios ir naudojasi savo ūgiu, kad puikiai matytų horizontą. Ir atvirkščiai, jie prarado daug genų, susijusių su kvapu, kuris greičiausiai susijęs su radikaliai praskiestu kvapų buvimu 5 m atstumu nuo žemės paviršiaus. “

Evoliucijos mechanizmų modelis – o gal net žmonių medicina?

Šios išvados suteikia supratimą apie pagrindinius evoliucijos metodus. Dvigubas labai atrinkto FGFRL1 geno poveikis yra suderinamas su reiškiniu, kad vienas genas gali paveikti skirtingus fenotipo aspektus, vadinamus evoliucine pleiotropija. Pleiotropija ypač svarbi paaiškinant nepaprastai didelius fenotipinius pokyčius, nes tokiems pokyčiams dažnai reikia pakeisti keletą bruožų per trumpą evoliucijos laiką. Todėl pleiotropija gali padėti išspręsti paslaptį, kaip evoliucija gali pasiekti daugybę vienas nuo kito priklausančių pokyčių, reikalingų tokiam ekstremaliam gyvūnui kaip žirafa suformuoti. Be to, išvadose netgi nustatomas FGFRL1 kaip galimas žmogaus širdies ir kraujagyslių ligų tyrimų tikslas.

Šie rezultatai rodo, kad gyvūnai yra įdomūs modeliai ne tik norint suprasti evoliucijos pagrindus, bet ir padėti suprasti, kurie genai daro įtaką kai kuriems iš tikrųjų mus dominantiems fenotipams, pavyzdžiui, susijusiems su liga. Tačiau verta atkreipti dėmesį į tai, kad genetiniai variantai nebūtinai turi tą patį fenotipinį poveikį skirtingoms rūšims ir kad fenotipams įtakos turi daugybė kitų dalykų, išskyrus koduojančių regionų skirtumus “, – sako Qiang Qiu iš Šiaurės Vakarų politechnikos universiteto, kitas pagrindinis autorius. tyrimo.

Rezultatai buvo ką tik paskelbti prestižiniame mokslo žurnale, Mokslo pažanga.

Nuoroda: „aukštas genomas: eksperimentiniai patvirtinti aukšto kraujospūdžio ir ypatingos žirafos išvaizdos pritaikymai“, pateikė Chang Liu, Jianbo Gao, Xinxin Cui, Zhipeng Li, Lei Chen, Yuan Yuan, Yaolei Zhang, Liangwei Mei, Lan Zhao, Dan Cai, Mingliang Hu, Botong Zhou, Zihe Li, Tao Qin, Huazhe Si, Guangyu Li, Zeshan Lin, Yicheng Xu, Chenglong Zhu, Yuan Yin, Chenzhou Zhang, Wenjie Xu, Qingjie Li, Kun Wang, M. Thomas P. Gilbert , Rasmusas Helleris, Wenas Wangas, Jinghui Huangas ir Qiang Qiu, 2021 m. Kovo 17 d., Mokslo pažanga.
DOI: 10.1126 / sciadv.abe9459

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pažymėtinos giliavandenės Veneros gėlių kempinių struktūros, kurios yra naudingos kuriant laivus, lėktuvus ir dangoraižius

Euplectella aspergillum stiklo kempinės struktūra structure už hidrodinaminio lauko ribų. Pramonė buvo perstatyta naudojant CINECA superkompiuterius. Kinetinė metodika և Pažangūs skaičiavimo kodai...

Didžiausia aplinkos šalinimo kaukė – ir kaip ją sumažinti

Naujas tyrimas nustatė naudojamo N95 išeikvojimą ir pasiūlė tinkamus būdus jį sumažinti. Nuo praėjusiais metais prasidėjusios „Covid-19“ epidemijos, užrištos akys tapo dar viena sveikatos apsaugos...

Neuromediatorių lygis smegenyse nuspėja matematinius sugebėjimus

Skenavimas buvo baigtas 1 ir 2 metu (maždaug po 1,5 metų) kiekvienoje iš penkių amžiaus grupių (6-erių, 10-mečių, 14-mečių, 16-mečių ir 18 metų) -metukai)....

Genetikai atskleidžia mutacijas, sukeliančias sunkų vaikystės vėžį – vartokite vaistus, kad pašalintumėte jų šalutinį poveikį

Trejybės koledžo genetikai atrado specifinio geno, vadinamo H3K27M, mutaciją, sukeliančią neišgydomą vaikystės vėžį, vadinamą diffi midi glioma (DMG). Augimas taikant tikslinius vaistus. Jų istoriniai...

Neigiamų jonų sulaikymas tarpžvaigždinėje erdvėje

Kaip tarpžvaigždinėje aplinkoje kuriamos neigiamai įkrautos molekulės? Tarpžvaigždiniai debesys yra naujų žvaigždžių gimtinė. Tačiau jie taip pat vaidina pagrindinį vaidmenį formuojant gyvenimą visatoje per...

Newsletter

Subscribe to stay updated.