Tim Fitzharris/NGS
Giraffen divergierten vor etwa 11,5 Millionen Jahren von ihrem nächsten Verwandten, dem okapi.
Nennen Sie es eine große Aufgabe: Forscher haben die Genome der Giraffe und ihres nächsten Verwandten, des okapi, entschlüsselt., Die Sequenzen, veröffentlicht am 17 Mai in Nature Communications1, enthüllen Hinweise auf das uralte Geheimnis, wie die Giraffe ihren ungewöhnlich langen Hals und ihre ungewöhnlich langen Beine entwickelt hat.
Forscher in den USA und Tansania analysierten das genetische Material von zwei Massai-Giraffen (Giraffa camelopardalis tippelskirchi) aus dem Masai Mara National Reserve in Kenia, einer im Nashville Zoo in Tennessee und einem Okapi-Fötus (Okapia johnstoni) aus dem White Oak Conservation Center in Yulee, Florida.,
„Dies ist eine weitere wunderbare Demonstration der Kraft der vergleichenden Genomik, um die Evolution von Tierarten auf diesem Planeten mit molekularen Ereignissen zu verbinden, von denen wir wissen, dass sie die außergewöhnliche Vielfalt des Lebens auf diesem Planeten untermauern müssen“, sagt David Haussler, Direktor des Genomics Institute an der University of California, Santa Cruz.
Long view
Als die höchsten Säugetiere der Erde können Giraffen Höhen von bis zu fast 6 Metern erreichen, wobei sich die Hälse 2 Meter erstrecken., Um eine Ohnmacht zu verhindern, wenn sie den Kopf senken, um Wasser zu trinken, haben Giraffen einen ungewöhnlich starken Pumpmechanismus in ihren Herzen entwickelt, der einen 2, 5-mal höheren Blutdruck als den des Menschen aufrechterhalten kann. Um das Gleichgewicht zu halten und Sprints von bis zu 60 Stundenkilometern zu erreichen, haben Giraffen einen geneigten Rücken, lange Beine und kurze Stämme. Aber ihr nächster Verwandter — der Okapi-ähnelt einem Zebra und es fehlen diese Modifikationen.,
Frühere genetische Forschung hat vorgeschlagen, dass die Okapi und die Giraffe von einem gemeinsamen Vorfahren vor etwa 16 Millionen Jahren divergierten, sagt Studie Co-Autor Douglas Cavener, ein Biologe an der Pennsylvania State University im University Park. Die neueste Studie ergab jedoch, dass die beiden Arten in jüngerer Zeit, vor etwa 11, 5 Millionen Jahren, auseinander gingen.,
Um genetische Veränderungen im Zusammenhang mit den einzigartigen Eigenschaften der Giraffe zu identifizieren, verglichen Cavener und seine Kollegen genkodierende Sequenzen des Giraffengenoms mit denen des Okapi und dann mit denen von mehr als 40 anderen Säugetieren, einschließlich Schafen, Kühen und Menschen.
Tall tale
Die Wissenschaftler fanden etwa 70 Gene im Giraffengenom, die Anpassungen zeigten, die bei anderen Säugetieren nicht zu sehen waren. Zwei Drittel dieser Gene kodieren für Proteine, die mit der Regulierung verschiedener Aspekte der Entwicklung und Physiologie verbunden sind, insbesondere im Skelett-und Herz-Kreislauf-System., Vier von ihnen sind zum Beispiel „Homöobox“ – Gene, die mit der Entwicklung der Wirbelsäule und der Beine verbunden sind.
“ All diese Gene in der Giraffe-wir haben sie selbst. Was Giraffen einzigartig gemacht hat, ist, nur ein bisschen mit ihnen zu basteln und sie auf subtile Weise zu verändern“, sagt Cavener.
Einige der identifizierten spezifischen Gene sind an der Regulierung der Skelett-und Herz-Kreislauf-Entwicklung beteiligt. Dies könnte bedeuten, dass Mutationen in einer kleinen Anzahl von Genen die Anpassungen der Giraffe antreiben, wie ein langer Hals und ein aufgeladenes Herz-Kreislauf-System, parallel, sagt Cavener.,
Diese Studie identifiziert Gene, die mit den Anpassungen der Giraffe verbunden sind, beweist jedoch nicht ihre Rolle in der Evolution des Tieres. Cavener und Co-Autor Morris Agua — Molekulargenetiker am Nelson Mandela African Institute for Science and Technology in Arusha, Tansania — planen, diesen Zusammenhang zu testen, indem sie die Wirbelsäule – und beinbezogenen Mutationen bei Mäusen mithilfe von Genbearbeitungstechniken einführen. „Das Ultimative wäre, eine langhalsige Maus zu machen“, scherzt Cavener.,
Naturschützer wie Derek Lee, ein quantitativer Ökologe am Wild Nature Institute in Weaver, North Carolina, sehen einen unmittelbareren Vorteil der neuen Erkenntnisse: Die Aufmerksamkeit auf die Notlage von Giraffen zu lenken. In Afrikas Savannenwäldern schlemmen Giraffen Akazienbäume und dienen als Beute für Raubtiere wie Löwen und Hyänen. In den letzten 15 Jahren ist ihre Zahl jedoch aufgrund von Lebensraumverlust und illegaler Jagd auf Buschfleisch um 40% gesunken. Auf dem Kontinent gibt es noch rund 80.000 Giraffen.
„Giraffen sind in freier Wildbahn stark zurückgegangen“, sagt Lee., „Es wäre eine Travestie, dieses großartige Tier zu verlieren, wenn wir gerade erst anfangen, seinen genetischen Code zu verstehen.“