
Rafeindasmásjármynd af Kamptozoa, litlum vatnshryggleysingja. Inneign: Dr. Natalia Shunatova. Inneign: Dr. Natalia Shunatova
Rannsóknir benda til þess að Kamptozoa og Bryozoa phyla hafi klofnað fyrr en áður var talið.
Kamptozoa og Bryozoa eru tvær fylkingar lítilla vatnshryggleysingja. Þeir eru skyldir sniglum og samlokum (linddýrum), burstaormum, ánamaðkum og lúsum (annelids), svo og bandormum (nemertea). Þróunarlíffræðingar hafa lengi verið undrandi yfir nákvæmri staðsetningu þeirra á lífsins tré og hversu nátengdar þessar aðrar tegundir eru þeim. Fyrri rannsóknir skiptu reglulega um sess.
Ennfremur, þrátt fyrir að Kamptozoa og Bryozoa hafi einu sinni verið talið tilheyra einum hópi, voru þau síðar aðskilin vegna útlits og líffærafræði. Nú hafa vísindamenn frá Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST), í samstarfi við samstarfsmenn frá St. Petersburg háskólanum og Tsukuba háskólanum, hafa sýnt fram á að ættflokkarnir tveir klofnuðu frá lindýrum og ormum fyrr en fyrri rannsóknir höfðu gefið til kynna og mynda því í raun aðgreindan hóp. Þessi uppgötvun var gerð möguleg með því að nota háþróaða raðgreiningartækni og öfluga reiknigreiningu.
„Við höfum sýnt fram á að með því að nota hágæða umritagögn getum við svarað langvarandi spurningu eftir bestu núverandi tækni,“ sagði Dr. Konstantin Khalturin, starfsmannafræðingur í sjávargeðfræðideild OIST og fyrsti höfundur greinarinnar sem birt var. inn Vísindaframfarir.
Dr. Konstantin Khalturin og prófessor Nori Satoh eru tveir af rannsakendum sem taka þátt í þessari rannsókn. Inneign: OIST
Erfðamengi er allt safn erfðafræðilegra upplýsinga sem finnast í hverri frumu. Það er skipt niður í gen. Þessi gen eru gerð úr DNA basapör og hvert gen inniheldur þær leiðbeiningar sem þarf til að búa til prótein og leiðir þannig til réttrar umhirðu og viðhalds frumu. Til að leiðbeiningarnar séu framkvæmdar þarf fyrst að umrita DNA inn í RNA. Umskrift er afleiðing af þessu, eins og spegilmynd erfðamengis en skrifað í RNA basapörum frekar en DNA.
Þessar erfðafræðilegu upplýsingar eru mismunandi eftir tegundum. Þeir sem eru náskyldir hafa mjög svipaðar erfðafræðilegar upplýsingar á meðan meiri þróunarfjarlægð leiðir til meiri erfðafræðilegs munar. Með því að nota þessi gögn hafa vísindamenn bætt þekkingu okkar á þróun dýra, en sumum spurningum reynist enn erfitt að svara.
Þar sem Kamptozoa og Bryozoa eru náskyld lindýrum, annelids og nemertea, geta smávillur í gagnapakkanum, eða vantar gögn, leitt til rangrar staðsetningu á þróunartrénu. Ennfremur, á meðan þú safnar þessum litlu dýrum, er auðvelt að taka upp aðrar lífverur, eins og þörunga, sem menga sýnið. Dr. Khalturin benti á að þeir væru varkárir til að forðast mengun og skimuðu síðar gagnasafn þeirra fyrir RNA þörunga og smádýra til að fjarlægja allt sem gæti hafa komið frá þeim.
Þróunartengsl Kamptozoa og Bryozoa og staðsetning þeirra á lífsins tré hafa komið í ljós í þessari nýju rannsókn. Rannsóknin leiddi í ljós að þau klofnuðu frá lindýrum og ormum fyrr en búist var við og að þau eru hluti af sérstökum hópi, sem kallast Polyzo. Inneign: OIST
Alls raðgreindu rannsakendur umritið af fjórum tegundum Kamptozoa og tveggja tegunda af Bryozoa, en í mun hærra gæðastigi en áður hafði verið náð. Þó að fyrri gagnasöfn hafi verið tæmandi 20-60%, í þessari rannsókn var fullnæging umrita yfir 96%.
Með því að nota þessi umritamerki spáðu þeir fyrir um prótein og báru þau saman við svipaðar upplýsingar um 31 aðrar tegundir, sem sumar hverjar voru náskyldar Kamptozoa og Bryozoa, eins og samloka og burstaorma, og aðrar sem voru fjarlægari, eins og froska, sjóstjörnur, skordýr , og marglyttur. Hágæða gagnasöfnin gerðu það að verkum að þeir gátu borið saman mörg mismunandi gen og prótein samtímis. Dr. Khalturin lagði heiðurinn af þeim öflugu reiknigetu sem rannsakendur gátu nálgast hjá OIST.
„Meginuppgötvun okkar er sú að ættflokkarnir tveir tilheyra saman,“ sagði Dr. Khalturin. „Þessi niðurstaða var upphaflega lögð fram á 19. öld af líffræðingum sem flokkuðu dýr eftir því hvernig þau litu út.
Þó Dr. Khalturin sagði að þessari spurningu hefði nú verið svarað eftir bestu getu sem völ er á, lagði hann einnig áherslu á að gagnasafnið gæti svarað öðrum grundvallarspurningum um þróun - eins og nákvæmari staðsetningu lindýra og annelids á lífsins tré, og hvernig lífið fjölbreytt.
Tilvísun: „Polyzoa er kominn aftur: Áhrif heill genasetts á staðsetningu Ectoprocta og Entoproc“ eftir Konstantin Khalturin, Natalia Shunatova, Sergei Shchenkov, Yasunori Sasakura, Mayumi Kawamitsu og Noriyuki Satoh, 1. júlí 2022, Vísindaframfarir.
DOI: 10.1126/sciadv.abo4400