Tim Fitzharris/ngs
giraffer divergerade från sin närmaste släkting, okapi, cirka 11,5 miljoner år för längesen.
kalla det en lång uppgift: forskare har avkodat giraffens genom och dess närmaste släkting, okapi., Sekvenserna, publicerade den 17 maj i Naturkommunikationer1, avslöjar ledtrådar till det urgamla mysteriet om hur giraffen utvecklade sin ovanligt långa nacke och ben.
Forskare i Usa och Tanzania analyserade genetiska materialet i två Masai giraffer (Giraffa camelopardalis stycken har tippelskirchi) från Masai Mara National Reserve i Kenya, en i Nashville Zoo i Tennessee och en okapi fostret (Okapia johnstoni) från White Oak Conservation Center i Yulee, Florida.,
”detta är ytterligare en underbar demonstration av kraften i jämförande genomik för att ansluta utvecklingen av djurarter på denna planet till molekylära händelser som vi vet måste stödja den extraordinära mångfalden av livet på denna planet”, säger David Haussler, chef för Genomics Institute vid University of California, Santa Cruz.
lång sikt
som de högsta däggdjuren på jorden kan giraffer nå höjder upp till nästan 6 meter, med halsar som sträcker sig 2 meter., För att förhindra svimning när de sänker huvudet för att dricka vatten har giraffer utvecklat en ovanligt stark pumpmekanism i sina hjärtan som kan upprätthålla ett blodtryck 2,5 gånger större än hos människor. För att hålla balansen och nå sprints upp till 60 kilometer i timmen har giraffer en sluttande rygg, långa ben och korta strumpor. Men deras närmaste släkting — okapi-liknar en zebra och saknar dessa modifieringar.,
Tidigare genetisk forskning har föreslagit att okapi och giraffen avviker från en gemensam förfader för ungefär 16 miljoner år sedan, säger studie medförfattare Douglas Cavener, en biolog vid Pennsylvania State University i University Park. Men den senaste studien fann att de två arterna divergerade mycket mer nyligen, ungefär 11,5 miljoner år sedan.,
För att identifiera genetiska förändringar i samband med giraffens unika egenskaper jämförde Cavener och hans kollegor genkodningssekvenserna av giraffgenomet med okapi, och sedan till mer än 40 andra däggdjur, inklusive får, kor och människor.
Tall tale
forskarna fann cirka 70 gener i giraffgenomet som visade anpassningar som inte ses hos andra däggdjur. Två tredjedelar av dessa gener kod för proteiner kopplade till reglera olika aspekter av utveckling och fysiologi, särskilt i skelett-och kardiovaskulära system., Fyra av dem, till exempel, är ”homeobox” gener i samband med utvecklingen av ryggraden och benen.
”alla dessa gener i giraffen — vi har dem själva. Det som gjorde giraffer unika är bara att mixtra med dem lite och förändra dem på subtila sätt, säger Cavener.
några av de specifika generna som identifierats är involverade i att reglera både skelett-och kardiovaskulär utveckling. Detta kan innebära att mutationer i ett litet antal gener Driver giraffens anpassningar, såsom en lång nacke och ett turboladdat kardiovaskulärt system, parallellt, säger Cavener.,
denna studie identifierar gener associerade med giraffens anpassningar, men bevisar inte deras roll i djurets utveckling. Cavener och medförfattare Morris Agaba — en molekylär genetiker vid Nelson Mandela African Institute for Science and Technology i Arusha, Tanzania-planerar att testa detta samband genom att införa ryggraden-och benrelaterade mutationer hos möss med hjälp av genredigeringstekniker. ”Det ultimata vore att göra en långhalsad mus,” cavener skämt.,
naturvårdare som Derek Lee, en kvantitativ ekolog vid Wild Nature Institute i Weaverville, North Carolina, ser en mer omedelbar fördel av de nya resultaten: att uppmärksamma giraffernas situation. I Afrikas savannah skogsmarker, giraffer fest på akaciaträd och tjäna som byte för rovdjur som lejon och hyenor. Men under de senaste 15 åren har deras antal sjunkit med 40% till följd av livsmiljöförlust och olaglig jakt på bushmeat. Det finns ungefär 80 000 giraffer kvar på kontinenten.
”giraffer har minskat kraftigt i naturen”, säger Lee., ”Det skulle vara en travesti att förlora detta magnifika djur när vi bara börjar förstå dess genetiska kod.”