Mapa genomu dziobaka odsłania tajemnice ewolucji tego niezwykłego stworzenia

Naukowcy właśnie opublikowali kompletną mapę genomu dziobaka, niezwykłego zwierzęcia, które zdumiewa swoimi charakterystycznymi cechami, takimi jak jadowite ostrogi, fluorescencyjne futro oraz skóra „wydzielająca” mleko. To australijskie stworzenie, razem z kolczatką, jest jednym z najbardziej unikalnych ssaków na Ziemi – należą one do specjalistycznej grupy monotrematów, które są jajorodne, ale jednocześnie karmią swoje młode mlekiem. Genom obu tych zwierząt jest dość prymitywny i łączy w sobie cechy różnych grup kręgowców, takich jak ptaki, gady i ssaki.

Guojie Zhang, biolog ewolucyjny z Uniwersytetu w Kopenhadze wyjaśnił, że pełna sekwencja genomu dziobaka pomogła naukowcom zrozumieć pochodzenie kilku jego nietypowych cech. Z kolei lepsze zrozumienie ewolucji tego gatunku ma kluczowe znaczenie dla dalszego badania ewolucji innych ssaków, w tym homo sapiens.

Wcześniejsze badania pozwoliły na sekwencjonowanie części genomu samicy dziobaka, jednak bez sekwencji chromosomu Y zbiór danych był niekompletny. Dzięki wykorzystaniu samca dziobaka, badacze stworzyli teraz pełną mapę tego fascynującego genomu.

Obecnie żyjące ssaki możemy podzielić na trzy grupy: stekowce, torbacze oraz łożyskowce – do tej ostatniej należymy również my, ludzie. Nie jest jednak jasne, kiedy te trzy linie ewolucyjne zaczęły się różnicować. Pewne jest natomiast to, że dziobak pomógł naukowcom ustalić pewne daty w tej układance. Dane zebrane z linii ewolucyjnej kolczatek i dziobaków sugerują, że ich ostatni wspólny przodek istniał około 57 milionów lat temu. Tymczasem cała grupa stekowców najprawdopodobniej oddzieliła się od torbaczy i łożyskowców około 187 milionów lat temu.

Dziobak jest jednym z nielicznych zwierząt, które posiadają więcej niż dwa chromosomy płciowe – ma ich aż dziesięć. Porównanie informacji o chromosomach płciowych dziobaka z genomami innych organizmów, takich jak ludzie, oposy, diabły tasmańskie, kurczaki i jaszczurki, pozwoliło naukowcom stwierdzić, że chromosomy płciowe dziobaka są bardziej podobne do tych u ptaków, takich jak kurczaki, niż do ssaków, takich jak ludzie.

Warto podkreślić, że mleko dziobaków nie różni się znacznie od mleka krowy czy człowieka. To oznacza, że dziobak prawdopodobnie nie jest tak zależny od białek jaja, jak inne gatunki ptaków i gadów, ponieważ może później karmić swoje młode przez gruczoły laktacyjne na swojej skórze. Genom tego zwierzęcia potwierdza tę teorię – choć ptaki i gady mają trzy geny kodujące główne białka jaja, dziobak prawdopodobnie stracił większość tych genów około 130 milionów lat temu.

Odkrycie, które wywołało prawdziwe zdumienie, to fakt, że dziobak stracił zęby około 120 milionów lat temu. Wynika to z faktu zniknięcia czterech z ośmiu genów odpowiedzialnych za ich rozwój. Współczesny dziobak ma zamiast nich dwa rogowe talerze służące do rozdrabniania pokarmu.

Wyniki tych fascynujących badań zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Nature.