صورة بالمجهر الإلكتروني الماسح للكامبتوزوا ، وهو حيوان صغير من اللافقاريات المائية. الائتمان: الدكتورة ناتاليا شوناتوفا. الائتمان: الدكتورة ناتاليا شوناتوفا
تشير الأبحاث إلى أن شعب Kamptozoa و Bryozoa انقسم في وقت أقرب مما كان يعتقد سابقًا.
Kamptozoa و Bryozoa هما شعبتان من اللافقاريات المائية الصغيرة. وهي مرتبطة بالقواقع والمحار (الرخويات) والديدان ذات الشعر الخشن وديدان الأرض والعلقات (الدودة الحلزونية) وكذلك الديدان الشريطية (nemertea). لطالما شعر علماء الأحياء التطورية بالحيرة بسبب مكانهم الدقيق على شجرة الحياة ومدى ارتباط هذه الأنواع الأخرى بهم ارتباطًا وثيقًا. تحولت الأبحاث السابقة مكانها بانتظام.
علاوة على ذلك ، على الرغم من حقيقة أن Kamptozoa و Bryozoa كان يُعتقد أنهما ينتميان إلى مجموعة واحدة ، فقد تم فصلهما لاحقًا بسبب مظهرهما وتشريحهما. الآن ، باحثون من معهد أوكيناوا لجامعة الدراسات العليا للعلوم والتكنولوجيا (OIST) ، أظهر العمل مع شركاء من جامعة سانت بطرسبرغ وجامعة تسوكوبا أن الشعبتين انفصلا عن الرخويات والديدان في وقت سابق مما اقترحته الدراسات السابقة ، وبالتالي فإنهما في الواقع يشكلان مجموعة متميزة. أصبح هذا الاكتشاف ممكنًا باستخدام تقنية التسلسل المتطورة والتحليل الحسابي القوي.
قال الدكتور كونستانتين خالتورين ، عالم الموظفين في وحدة الجينوم البحرية في OIST والمؤلف الأول للورقة التي نشرت في تقدم العلوم
الدكتور قسطنطين خالتورين والبروفيسور نوري ساتوه هما اثنان من الباحثين المشاركين في هذه الدراسة. الائتمان: OIST
الجينوم هو المجموعة الكاملة للمعلومات الجينية الموجودة في كل خلية. ينقسم إلى جينات. تتكون هذه الجينات من الحمض النووي تحتوي أزواج القواعد وكل جين على التعليمات اللازمة لتكوين بروتين وبالتالي يؤدي إلى العناية المناسبة بالخلية وصيانتها. لتنفيذ التعليمات ، يجب أولاً نسخ الحمض النووي إلى RNA. ينتج عن هذا الترنسكريبتوم ، مثل انعكاس الجينوم ولكنه مكتوب في أزواج قواعد الحمض النووي الريبي بدلاً من الحمض النووي.
هذه المعلومات الجينية تختلف بين الأنواع. أولئك المرتبطون ارتباطًا وثيقًا لديهم معلومات وراثية متشابهة جدًا ، بينما تؤدي المسافة التطورية الأكبر إلى مزيد من الاختلافات الجينية. باستخدام هذه البيانات ، قام الباحثون بتحسين معرفتنا بتطور الحيوانات ، ولكن لا يزال من الصعب الإجابة على بعض الأسئلة.
نظرًا لأن Kamptozoa و Bryozoa مرتبطان ارتباطًا وثيقًا بالرخويات ، والحلقيات ، والنمرتي ، فإن الأخطاء الصغيرة في مجموعة البيانات ، أو البيانات المفقودة ، يمكن أن تؤدي إلى وضع غير صحيح على شجرة التطور. علاوة على ذلك ، أثناء جمع هذه الحيوانات الصغيرة ، من السهل التقاط الكائنات الحية الأخرى ، مثل الطحالب ، التي تلوث العينة. سلط الدكتور خالتورين الضوء على أنهم كانوا حريصين على تجنب التلوث وقاموا في وقت لاحق بفحص مجموعة البيانات الخاصة بهم بحثًا عن RNA للطحالب والحيوانات الصغيرة لإزالة أي شيء قد يكون قد أتى منها.
تم الكشف عن العلاقات التطورية لكامبتوزوا وبريوزوا ومكانهم على شجرة الحياة في هذه الدراسة الجديدة. ووجدت الدراسة أنهم انفصلوا عن الرخويات والديدان في وقت أبكر مما كان متوقعًا وأنهم جزء من مجموعة مميزة تسمى بوليزو. الائتمان: OIST
في المجموع ، قام الباحثون بتسلسل نسخة من أربعة أنواع من Kamptozoa ونوعين من Bryozoa ، ولكن بمستوى جودة أعلى بكثير مما تم تحقيقه سابقًا. بينما كانت مجموعات البيانات السابقة قد اكتملت بنسبة 20-60 ٪ ، في هذه الدراسة ، كان اكتمال النسخ أكثر من 96 ٪.
باستخدام هذه النسخ ، تنبأوا بالبروتينات وقارنوها ببيانات مماثلة لـ 31 نوعًا آخر ، بعضها كان وثيق الصلة بـ Kamptozoa و Bryozoa ، مثل المحار والديدان الخشن ، وغيرها من الأنواع الأبعد ، مثل الضفادع ونجم البحر والحشرات ، وقنديل البحر. تعني مجموعات البيانات عالية الجودة أنه يمكنهم مقارنة العديد من الجينات والبروتينات المختلفة في وقت واحد. عزا الدكتور خالتورين الفضل إلى القدرات الحسابية القوية التي يمكن للباحثين الوصول إليها في OIST.
قال الدكتور خالتورين: "النتيجة الرئيسية التي توصلنا إليها هي أن الشعبين ينتميان إلى بعضهما البعض". "هذه النتيجة تم اقتراحها في الأصل في القرن التاسع عشر من قبل علماء الأحياء الذين كانوا يجمعون الحيوانات بناءً على شكلها."
بينما ذكر الدكتور خالتورين أن هذا السؤال قد تمت الإجابة عليه الآن بأفضل قدرة متاحة ، فقد سلط الضوء أيضًا على أن مجموعة البيانات يمكن أن تجيب على أسئلة تطورية أساسية أخرى - مثل الموقع الأكثر دقة للرخويات والحلويات على شجرة الحياة ، وكيف يمكن للحياة متنوع.
المرجع: "عودة Polyzoa: تأثير مجموعات الجينات الكاملة على وضع Ectoprocta و Entoproc" بقلم كونستانتين خالتورين ، ناتاليا شوناتوفا ، سيرجي شيشينكوف ، ياسونوري ساساكورا ، مايومي كاواميتسو ونوريوكي ساتوه ، 1 يوليو 2022 ، تقدم العلوم
DOI: 10.1126 / sciadv.abo4400
