Како су китови и делфини еволуирали за живот на мору
Нова студија показује да су се геноми китова, који укључују делфине и китове, променили на важне начине како би омогућили овим животињама да пређу из копненог у водено окружење.
Иако китови, попут делфина и китова, изгледају попут рибе и - баш као и рибе - живе у воденом окружењу, они су у ствари водени сисари.
Стога су у много чему ближи кичмењацима који живе на земљи и који рађају младе и потом их доје.
Истраживачи сада знају да су китови еволуирали од предака који су живели на земљи пре око 52,5 милиона година, прешавши у живот на мору.
За ову драстичну промену, ова група сисара се временом полако прилагођавала, развијајући различите биолошке одлике које одговарају захтевима подводног живота.
Иако су неке - укључујући пераје, пераје и аквадинамични облик тела - лако уочљиве, друге адаптације су суптилније, али не мање важне.
Студија два института Мак Планцк из Дрездена у Немачкој, Универзитета Калифорнија у Риверсајду и Америчког музеја природне историје у Њујорку у Њујорку показује како се генетски састав китова развио како би им омогућио да живе у океану .
У истраживачком раду, који се појављује у часопису Научни напредак, аутори објашњавају да је овај прелаз делимично био могућ јер су специфични гени током миленијума постали неактивни код делфина, китова и других китова.
85 „изгубљених гена“ је можда олакшало живот на мору
Водећи аутор Маттхиас Хуелсманн и колеге били су заинтересовани за боље разумевање како су се геноми китова прилагодили да им омогуће да успевају под водом.
Да би то учинили, они су „чешљали“ 19.769 гена у 62 различите врсте сисара - укључујући, како објашњавају у њиховом студијском раду, „четири китова, два пернонога [клада која укључује фоке и моржеве], морску краву и 55 копнених сисара ”- тражење гена који су постали неактивни након што су китови еволуирали од својих предака који су живели на земљи.
„Да бисмо прецизно идентификовали гене који су инактивирани током преласка са копна на воду у линији стабљика китова, користили смо недавно секвенцирани геном обичног нилског коња, полуводног сисара који је […] најближи живи у односу на китове и разматрали само гене без откривених инактивационих мутација у нилском коњу “, објашњавају даље аутори студије.
Тако је тим успео да идентификује 85 „изгубљених гена“. Иако су претходна истраживања већ идентификовала нека од њих, 62 (што одговара 73%) била су нова открића.
Истраживачи објашњавају да један од инактивираних гена игра улогу у лучењу пљувачке. Иако пљувачка помаже сисарима који живе на копну да подмазују и омекшавају храну, као и да покреће пробавни процес кроз одређене ензиме, воденим сисарима је постало непотребно јер вода уместо њих може да обавља те „послове“.
Два друга гена која су се „изгубила“ била су неопходна за стварање крвних угрушака. Међутим, њихова инактивација је вероватно омогућила развој других механизама за заптивање рана који су били кориснији за водени живот.
Други кључни губитак био је губитак одређених гена укључених у функцију плућа. Нова генетска грађа омогућава плућима китова да се сруше када зароне дубоко у море.
„Иако би колапс плућа за људе представљао озбиљан клинички проблем, он служи за смањење узгона и ризика од развоја декомпресијске болести код китова“, објашњавају Хуелсманн и колеге.
Испоставило се да су китови изгубили и све гене који омогућавају сисарима да синтетишу мелатонин, хормон који помаже у регулисању циклуса сна и будности.
Код ових сисара који обитавају у води овај губитак је можда довео до еволуције другачије врсте сна која се назива унихемисферни сан. У овом облику спавања, само половина мозга мирује, док друга половина остаје на опрезу. Овај механизам омогућава китовима да испливају на површину или произведу више топлоте ако је потребно.
Истражитељи тврде да су све ове адаптације можда помогле китовима, делфинима и сличним воденим сисарима да почну живјети више попут риба.
„[О] наша открића сугеришу да су губици гена у китовима не само повезани са воденим специјализацијама, већ су могли бити укључени у прилагођавање потпуно воденом окружењу“, закључују истраживачи.
