Platoul cu aspect bizar a devenit animalul poster pentru știința evoluției. Este o punte vie între o șopârlă păroasă care a fost strămoșul nostru și mamiferul care suntem astăzi. Dar recent genomul platypus publicat arată că acest nativ din Australia are un amalgam de gene care seamănă cu cele ale păsărilor, mamiferelor și reptilelor. Cercetarea a evidențiat, de asemenea, importanța excepțională a continentului în cercetarea genetică.
„Fiind întreruptă de curentul evolutiv timp de 80 de milioane de ani, Australia este specializată în plante și animale cu adevărat diferite”, spune Jenny Graves, profesor de genomică comparativă la Universitatea Națională Australiană din Canberra. "Accesul nostru la canguri și diavoli [tasmanieni], dragoni, kookaburras și gum arbori vechi oferă oportunități de a contribui unic la genomica internațională."
Cu milioane de ani în urmă, când Australia s-a îndepărtat de superba masă numită Gondwana, flora și fauna ei au fost izolate - o izolare care face ca această țară să fie asemănătoare cu un imens laborator evolutiv. Peste 80 la sută din speciile de plante și animale australiene sunt endemice, ceea ce înseamnă că apar în mod natural doar pe acel continent. Acest grup include douăsprezece familii de plante cu flori, patru de păsări și șapte de mamifere, unele cu denumiri înșelătoare, precum pinguinul cu coada lungă și liliacul insectivor cu nas.
Această moștenire biologică a fost păstrată într-un amestec de gene găsite în platou, care, împreună cu echidna (sau anteater spinos), aparține unei clase de mamifere numite monotremuri, deoarece au o singură deschidere pentru reproducere și eliminarea deșeurilor.
Ca și alte mamifere, platypus are blănuri, termoregulate și lactate, deși nu are sfarcuri (tânărul împlinește laptele din abdomenul mamei). Dar depune ouă ca reptilele și păsările, iar masculul platypus poartă venin (în pintenii picioarelor posterioare), încă o caracteristică întâlnită în unele reptile, în timp ce sperma și machiajul său sexual sunt apropiate de cele ale puiului.
Graves, co-lider al proiectului genomului Platypus și unul dintre 26 de australieni din cei 100 de oameni de știință internaționali care au participat, a câștigat mai multe premii științifice și a fost numită „comoară națională” pentru lucrările sale de ultimă oră asupra speciilor native. O autoritate în ceea ce privește determinarea sexului, ea a petrecut zeci de ani cercetând platoul și acel marsupial iconic, cangurul - și a sugerat studiile genomice pentru ambele.
Genomul platypus este acum terminat, trimițând emoții prin comunitatea științifică. Și ghicitoarea cangurului este pe cale să fie rezolvată, publicarea genomului acelui animal urmând să fie prezentată în următoarele luni.
Picioarele din față ale platformei se extind pentru a ajuta la înot, dar se pliază înapoi pe uscat, astfel încât ghearele pot săpa cremele în malurile pământului de pe malul apei (CORBIS) Când se scufundă, platypusul își închide ochii, urechile și nările și își găsește hrana prin intermediul receptorilor electrici în factura sa care detectează mișcarea pradei mici (Foto cu amabilitatea lui Nicole Duplaix / Getty Images) Genomul platypus recent decodat arată că platypus are gene aviare, reptiliene și mamifere (Foto cu amabilitatea Warrawong Wildlife Sanctuary, Australia de Sud, Australia) Un originar din Australia, platypus-ul este extrem de timid și este rar văzut decât în dimineața devreme și seara (Foto cu amabilitate Ian Elton, Healesville Sanctuary, Victoria, Australia) Cu o factură ca o rață, o coadă ca un castor și picioarele cu pânză de țesătură, platipul are aspect bizar, dar este bine echipat pentru stilul său de viață semi-acvatic (Foto cu amabilitate Ian Elton, Healesville Sanctuary, Victoria, Australia)În cadrul unui proiect finanțat parțial de Institutele Naționale de Sănătate din SUA (NIH), oamenii de știință australieni au terminat recent secvențializarea ADN-ului de tammar wallaby - un mic membru al familiei cangurului. Graves, directorul Centrului de Excelență ARC pentru Genomica Kangaroo, și colegii ei sunt în proces de asamblare și utilizare a acesteia pentru a explora biologia cangurului și a identifica gene umane importante.
Bebelușii Marsupial se nasc prematur și se dezvoltă de obicei în punga mamei, ceea ce îi face ușor disponibili pentru cercetarea dezvoltării timpurii. "Marsupialele", spune Graves, "sunt mai strâns legate de oameni și șoareci decât de monotremuri. Genomele lor sunt mult mai asemănătoare cu cele ale mamiferelor placentare; aceeași mărime, aceeași distribuție a secvențelor, amprentarea genomică, cromozomii monofiletici sexuali și cel puțin o versiune de inactivare a cromozomilor X. "
Deoarece atât monotremele, cât și marsupiile sunt înrudite la distanță cu noi (platypus-ul s-a despărțit de strămoșul nostru comun cu 166 de milioane de ani și cangurul acum 146 de milioane de ani), permit unele comparații genetice clare. Nu este cazul cu colegii noștri placentari, precum șoarecii, care sunt atât de aproape de noi, încât este dificil să determinăm regiunile genetice importante care au rămas neschimbate în decursul a milioane de ani.
Cangurul este al doilea marsupial care este secvențiat. Genomul unei specii de opossum sud-american a fost publicat anul trecut. Comunitatea științifică a publicat până în prezent douăzeci de secvențe de mamifere, dar se preconizează că acest număr va crește dramatic ca urmare a progreselor tehnologice și a cooperării internaționale. După platypus și cangur, echidna ar putea fi următorul nativ australian (este și în Noua Guinee) care va suferi o decodare genetică. Frank Grützner, de la Universitatea Adelaide, care a participat și la proiectul platypus, a echipat unele echidne cu emițători radio și și-a luat ADN-ul pentru secvențiere.
Dar nu doar mamiferele primesc control genetic. Laboratorul lui Graves are în vedere și aligatori, păsări, cum ar fi emu, și chiar broasca coroboree aproape dispărută.
„Epoca genomicii a fost cu adevărat interesantă pentru noi, care lucrează la animale ciudate”, spune ea. „Nu am putea fi mai fericiți”.
Ciudat este cu siguranță termenul pentru platypus - o legendă autohtonă a susținut că a fost descendența unei rațe și a unui șobolan de apă - dar evoluția l-a echipat frumos pentru stilul său de viață semi-acvatic. Coada sa plată acționează ca cârma atunci când înoată și este, de asemenea, o zonă de depozitare pentru alimente suplimentare. Picioarele sale din față se extind la ajutorul înotului, dar pe terenul se pliază înapoi, permițând astfel ghearele să devină picade pentru săparea gropilor în băncile pământului din jurul râurilor, lacurilor sau pârâurilor. Când se scufundă, își închide nările, precum și ochii și urechile (nu are lobul urechii exterioare). Însă factura sa plată localizează alimentele prin intermediul receptorilor electrici unici care detectează mișcarea făcută de prada mică precum larvele de insecte, creveți și libelule.
Platoul este un adevărat singur: împerecherea este singura sa interacțiune socială. Personalul de la Warrawong Wildlife Sanctuary, lângă Adelaide, care a asistat la ritualul de împerechere, îl descrie ca pe un dans de apă de zece minute, masculul ținând inițial coada femelei în gură în timp ce înota și se scufunda prin apă. După împerechere, fiecare partener se întoarce la groparul său.
„Cred că întregul rațional al utilizării comparațiilor între animalele înrudite pentru a ne spune despre genomii noștri este uneori un pic pierdut în„ geo-whiz, cât de ciudate ”aspecte ale genomului platypus, spune Graves. „Genomica comparativă este o strategie teribil de puternică pentru explorarea propriului nostru trecut”.
Nativul australian cu aspect bizar înoată. (Imagine Foto: JohnCarnemolla / iStock)