Изображение небольшого водного беспозвоночного, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии. Фото: д-р Наталья Шунатова. Предоставлено: д-р Наталья Шунатова
Исследования показывают, что типы Kamptozoa и Bryozoa разделились раньше, чем считалось ранее.
Kamptozoa и Bryozoa — два типа мелких водных беспозвоночных. Они родственны улиткам и моллюскам (моллюскам), щетинистым червям, дождевым червям и пиявкам (кольчатые черви), а также лентовидным червям (немертеи). Биологи-эволюционисты долгое время были сбиты с толку их точным местом на древе жизни и тем, насколько тесно связаны с ними эти другие виды. Предыдущие исследования регулярно меняли свое место.
Кроме того, несмотря на то, что когда-то считалось, что Kamptozoa и Bryozoa принадлежат к одной группе, позже они были разделены из-за их внешнего вида и анатомии. Теперь исследователи из Высший университет Окинавского института науки и технологий (OIST), работая с коллегами из Санкт-Петербургского университета и Университета Цукуба, продемонстрировали, что два типа отделились от моллюсков и червей раньше, чем предполагалось в предыдущих исследованиях, и, таким образом, они действительно образуют отдельную группу. Это открытие стало возможным благодаря использованию передовых технологий секвенирования и мощного вычислительного анализа.
«Мы показали, что, используя высококачественные транскриптомные данные, мы можем ответить на давний вопрос с помощью лучших из наших современных методов», — сказал д-р Константин Халтурин, научный сотрудник отдела морской геномики OIST и первый автор опубликованной статьи. в Научные достижения
Доктор Константин Халтурин и профессор Нори Сато — два исследователя, участвовавших в этом исследовании. XNUMX кредит
Геном — это полный набор генетической информации, содержащейся в каждой клетке. Он подразделяется на гены. Эти гены состоят из ДНК пары оснований, и каждый ген содержит инструкции, необходимые для создания белка, что приводит к надлежащему уходу и обслуживанию клетки. Для выполнения инструкций ДНК должна быть сначала транскрибирована в РНК. Результатом этого является транскриптом, подобный отражению генома, но записанный в парах оснований РНК, а не в ДНК.
Эта генетическая информация различается у разных видов. Те, кто находится в близком родстве, имеют очень схожую генетическую информацию, в то время как большее эволюционное расстояние приводит к большему количеству генетических различий. Используя эти данные, исследователи улучшили наши знания об эволюции животных, но на некоторые вопросы все еще трудно ответить.
Поскольку Kamptozoa и Bryozoa тесно связаны с моллюсками, кольчатыми червями и немертами, небольшие ошибки в наборе данных или отсутствующие данные могут привести к неправильному размещению на эволюционном дереве. Кроме того, при сборе этих крошечных животных легко обнаружить другие организмы, такие как водоросли, которые загрязняют образец. Доктор Халтурин подчеркнул, что они были осторожны, чтобы избежать загрязнения, а затем проверили свой набор данных на наличие РНК водорослей и мелких животных, чтобы удалить все, что могло быть получено от них.
В этом новом исследовании были раскрыты эволюционные отношения Kamptozoa и Bryozoa и их место на древе жизни. Исследование показало, что они отделились от моллюсков и червей раньше, чем ожидалось, и что они являются частью отдельной группы, называемой Polyzo. XNUMX кредит
В общей сложности исследователи секвенировали транскриптом четырех видов Kamptozoa и двух видов Bryozoa, но на гораздо более высоком уровне качества, чем это было достигнуто ранее. В то время как прошлые наборы данных имели полноту 20-60%, в этом исследовании полнота транскриптома составила более 96%.
Используя эти транскриптомы, они предсказали белки и сравнили их с аналогичными данными 31 другого вида, некоторые из которых были тесно связаны с Kamptozoa и Bryozoa, такими как моллюски и щетинистые черви, а другие были более далекими, такими как лягушки, морские звезды, насекомые. , и медузы. Высококачественные наборы данных означали, что они могли одновременно сравнивать множество различных генов и белков. Доктор Халтурин высоко оценил мощные вычислительные возможности, к которым исследователи могли получить доступ в OIST.
«Наш главный вывод заключается в том, что эти два типа принадлежат друг другу», — сказал доктор Халтурин. «Этот результат был первоначально предложен в 19 веке биологами, которые группировали животных на основе их внешнего вида».
Хотя д-р Халтурин заявил, что на этот вопрос теперь дан ответ в меру имеющихся возможностей, он также подчеркнул, что набор данных может ответить на другие фундаментальные эволюционные вопросы, такие как более точное расположение моллюсков и кольчатых червей на древе жизни и как жизнь диверсифицированный.
Ссылка: «Polyzoa возвращается: влияние полных наборов генов на размещение Ectoprocta и Entoproc», Константин Халтурин, Наталья Шунатова, Сергей Щенков, Ясунори Сасакура, Маюми Кавамицу и Нориюки Сато, 1 июля 2022 г., Научные достижения
DOI: 10.1126/sciadv.abo4400.
