Tim Fitzharris/NGS
żyrafy od ich najbliższego krewnego, Okapi, około 11,5 miliona lat temu.
Nazwij to wysokim zadaniem: naukowcy zdekodowali genomy żyrafy i jej najbliższego krewnego, okapi., Sekwencje, opublikowane 17 maja w Nature Communications1, ujawniają wskazówki do odwiecznej tajemnicy, jak żyrafa wyewoluowała z niezwykle długiej szyi i nóg.
badacze w Stanach Zjednoczonych i Tanzanii przeanalizowali materiał genetyczny dwóch żyraf Masajskich (Giraffa camelopardalis tippelskirchi) z Rezerwatu Narodowego Masai Mara w Kenii, jednej w Nashville Zoo w Tennessee i płodu okapi (Okapia johnstoni) z White Oak Conservation Center w Yulee na Florydzie.,
„to jeszcze jedna wspaniała demonstracja siły genomiki porównawczej, która łączy ewolucję gatunków zwierząt na tej planecie z wydarzeniami molekularnymi, które, jak wiemy, muszą stanowić podstawę niezwykłej różnorodności życia na tej planecie”, mówi David Haussler, dyrektor Instytutu genomiki na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz.
długi widok
jako najwyższe ssaki na Ziemi, żyrafy mogą osiągać wysokość do prawie 6 metrów, a szyje rozciągają się na 2 metry., Aby zapobiec omdleniom, gdy opuszczają głowy, aby pić wodę, żyrafy rozwinęły niezwykle silny mechanizm pompujący w swoich sercach, który może utrzymać ciśnienie krwi 2,5 razy większe niż u ludzi. Aby utrzymać równowagę i osiągnąć prędkość do 60 kilometrów na godzinę, żyrafy mają pochylony grzbiet, długie nogi i krótkie pnie. Ale ich najbliższy krewny-okapi-przypomina zebrę i nie posiada tych modyfikacji.,
poprzednie badania genetyczne sugerowały, że okapi i żyrafa oddzieliły się od wspólnego przodka około 16 milionów lat temu-mówi współautor badania Douglas Cavener, biolog z Pennsylvania State University w University Park. Jednak ostatnie badania wykazały, że oba gatunki rozeszły się znacznie niedawno, około 11,5 miliona lat temu.,
aby zidentyfikować zmiany genetyczne związane z unikalnymi cechami żyrafy, Cavener i jego współpracownicy porównali sekwencje kodujące Genom żyrafy do sekwencji genomu okapi, a następnie do sekwencji ponad 40 innych ssaków, w tym owiec, krów i ludzi.
Tall tale
naukowcy odkryli około 70 genów w genomie żyrafy, które wykazywały adaptacje niespotykane u innych ssaków. Dwie trzecie tych genów koduje białka związane z regulacją różnych aspektów rozwoju i fizjologii, szczególnie w układzie kostnym i sercowo-naczyniowym., Cztery z nich to na przykład geny „homeobox” związane z rozwojem kręgosłupa i nóg.
„wszystkie te geny u żyrafy — sami je mamy. To, co uczyniło żyrafy wyjątkowymi, to po prostu majstrować przy nich i zmieniać je w subtelny sposób” – mówi Cavener.
niektóre ze zidentyfikowanych genów biorą udział w regulacji rozwoju układu kostnego i sercowo-naczyniowego. Może to oznaczać, że mutacje w niewielkiej liczbie genów napędzają adaptacje żyrafy, takie jak długa szyja i Turbodoładowany układ sercowo-naczyniowy, równolegle-mówi Cavener.,
badanie to identyfikuje geny związane z adaptacjami żyrafy, ale nie dowodzi ich roli w ewolucji zwierzęcia. Cavener i współautor Morris Agaba-genetyk molekularny w Nelson Mandela African Institute for Science and Technology w Arusha w Tanzanii-planują przetestować to połączenie poprzez wprowadzenie mutacji związanych z kręgosłupem i nogami u myszy przy użyciu technik edycji genów. „Najlepszym rozwiązaniem byłoby zrobienie myszki z długimi szyjkami” – żartuje Cavener.,
konserwatorzy, tacy jak Derek Lee, ilościowy ekolog z Instytutu dzikiej przyrody w Weaverville w Karolinie Północnej, dostrzegają bardziej bezpośrednie korzyści z nowych odkryć: zwrócenie uwagi na los żyraf. W afrykańskich lasach sawannowych żyrafy żywią się drzewami akacjowymi i służą jako zdobycz dla drapieżników, takich jak lwy i hieny. Ale w ciągu ostatnich 15 lat ich liczba spadła o 40% w wyniku utraty siedlisk i nielegalnych polowań na mięso buszu. Na kontynencie pozostało około 80 tysięcy żyraf.
, „Tracenie tego wspaniałego zwierzęcia byłoby parodią, gdy dopiero zaczynamy rozumieć jego kod genetyczny.”