Indiferent dacă zboară, plimbă sau înoată, aproape orice animal dat are un corp construit din imagini în oglindă, cu partea stângă reflectând dreapta. Dar această simetrie rulează în mare parte în profunzimea pielii. În interiorul oamenilor, de exemplu, inima stă la stânga, în timp ce ficatul se arcuie spre dreapta.
Continut Asemanator
- Ce pot extrage extrovertiți și introvertiți de la melci
- Lumina UV dezvăluie culorile scoicilor fosile
- Noii melci de mare adâncime sunt rockeri proprii ai naturii
În secolul trecut, oamenii de știință au căutat codul genetic care dă naștere asimetriei interne în regnul animal, pentru a crea o imagine mai completă a modului în care se dezvoltă toate creaturile. Aceste gene pot fi chiar trasate miliarde de ani până la ultimul strămoș comun universal. Acum, o echipă internațională crede că a găsit-o - sau cel puțin, o parte din ea, datorită umilului melc din iaz.
Spre deosebire de majoritatea animalelor, melcii își poartă asimetria pe spate, sub formă de buclele scoicilor lor. Pentru a rezista, melcii nu sunt neapărat întotdeauna la fel - cei mai mulți la dreapta, dar alții se pot ondula spre stânga.
Într-un studiu publicat în această săptămână în revista Current Biology , oamenii de știință raportează că gena formină poate controla dacă embrionii de melc încep să dezvolte o cochilie stânga sau dreapta. Făcând o singură modificare a miliardelor de litere moleculare care alcătuiesc genomul melcului, cercetătorii pot comuta un ondulator drept la stânga.
„Puteți asemăna să găsiți gena ca să găsiți un ac într-un cătun”, spune autorul principal Angus Davison, de la Universitatea din Nottingham.
Davison și colegii săi au cartografiat genomii a mai mult de 3.000 de melci de lac gigant sau Lymnaea stagnalis și au căutat diferențe între moluștele în colț stânga și dreapta. Ei s-au restrâns mai întâi unde s-ar putea ascunde gena de interes și apoi au început să cerceteze diferențele cheie în cât de bine își făceau genele, de asemenea, construind proteine care controlează biologia unui animal.
Deși o sarcină monumentală, Davison spune că au prins o pauză. Echipa a găsit o mutație într-o genă care a oprit producția de proteine în versiunea în sensul acelor de ceasornic al melcului.
Deși scoicile de melc din iaz de obicei se încolăcesc în sensul acelor de ceasornic, ele pot de asemenea să se curbe în sens invers - cu consecințe interesante. Pentru unul, împerecherea cu omologii lor drepți este aproape imposibilă. (Fotografie de Esther de Roij și Gary McDowell, compoziție digitală de Jeremy Guay, Peregrine Creative) „Am avut noroc, pentru că se dovedește că mutația elimină funcția genei”, explică el. Nu este întotdeauna cazul. Deși o genă mutată sună nefavorabilă, majoritatea acestor modificări naturale ale genomului nu au prea multe efecte asupra gazdelor lor. În acest caz, însă, o mică schimbare a genei în cauză - formina - a împiedicat-o să construiască proteine.
Apoi, oamenii de știință au încercat să schimbe modul în care se dezvoltă melcii pentru bebeluși tratând embrionii cu melc cu un medicament anti-formină. După cum era de așteptat, drogul a provocat melcii care în mod normal se ondulează în sensul acelor de ceasornic să se răsucească invers.
Niciunul dintre melcii inversați nu a supraviețuit tratamentului. Motivul exact pentru acest lucru este încă necunoscut, deoarece unele melci există în mod natural cu o buclă în sens invers acelor de ceasornic. Dar „este foarte dificil să schimbi asimetria fără să schimbi și alte funcții importante”, spune Davison. Și formina este o genă găsită anterior pentru a ajuta la construirea schelei celulare la toate animalele, astfel încât modificările genei ar putea avea consecințe letale pentru celule.
Curios dacă această genă ar putea fi importantă pentru asimetrie în alte organisme, echipa a tratat dezvoltarea unor embrioni de broască cu același medicament anti-formină și au obținut rezultate similare - unele broaște au crescut inimile pe partea „greșită” a corpului lor. Aceasta sugerează că asimetria care se ascunde în mai multe specii poate fi controlată, cel puțin parțial, de proteina formină.
Acest studiu acoperă mai mult de un secol de intrigi care înconjoară ondularea scoicilor de melc.
Patologul Arthur Edwin Boycott și prietenul său, naturalistul amator Căpitan C. Diver, au publicat descoperirea unui control genetic pentru răsucirea scoicilor de melc în 1923, pe baza lucrărilor lor de reproducere a melcilor în borcane de sticlă. Dar, spre deosebire de genele moștenite pentru culoarea ochilor umani, un melc curling drept nu are neapărat o genă de formină curling dreapta.
A urmat aproape 60 de ani după aceea, oamenii de știință și-au dat seama cum funcționează. Se dovedește că ondularea melcului este controlată de o anumită substanță pe care mama melcul - un termen folosit mai puțin, întrucât melcii sunt hermafrodite - incluși în interiorul oului sau citoplasmă. Această substanță a modificat copilul în curs de dezvoltare, influențându-i direcția de ondulare.
„Asta a fost acum 34 de ani”, spune biologul Richard Palmer, care nu a fost implicat în studiu, „și de atunci au încercat să stabilească ce [substanță a fost]”.
Intră pe Davison și colegii săi. Folosind tehnici de laborator moderne, echipa nu numai că a identificat gena, dar au determinat, de asemenea, că mici asimetrii subcelulare pot fi detectate atunci când embrionul are doar două celule mari. Rezultatele sugerează „că există un sistem universal care controlează asimetria la nivel macro”, spune Palmer.
După ce a auzit inițial despre descoperire, răspunsul său cu un cuvânt a rezumat căutarea îndelungată: „În sfârșit”.
Dar cazul nu este complet închis. Controlul genei asupra bobinării nu se aplică tuturor melcilor de pământ și există întrebarea ingrozitoare de ce melcii, spre deosebire de oameni, nu arată toate aceeași preferință asimetrică și se ondulează constant în aceeași direcție, spune Palmer.
Formina este probabil doar una dintr-un set de gene care controlează simetria în rândul animalelor, spune Davison. Însă acum, în cele din urmă, au această genă în vizor, echipa speră că aceste mici bucle îi vor ajuta să descopere de ce suntem cu toții înăuntru.
Oamenii de știință au fost surprinși să constate că, spre deosebire de melcul iazului, schimbările aduse genei forminului nu par să controleze direcția ondulării melcului japonez. (Esther de Roij)
