Ora sappiamo perché l’ornitorinco è così strano

Ora sappiamo perché l’ornitorinco è così strano

La prima mappa completa del genoma dell’ornitorinco è stata appena rilasciata ed è altrettanto strana come ci si aspetterebbe da una creatura con 10 cromosomi sessuali, un paio di protuberanze velenose, uno strato di pelliccia fluorescente e una pelle che “ suda ” latte.

L’ornitorinco dal becco d’anatra è davvero una delle creature più strane sulla Terra. Oltre all’echidna spinoso, questi due animali australiani appartengono a un gruppo altamente specializzato di mammiferi, noti come monotremi, che depongono le uova ma allattano i loro piccoli con il latte.

I geni di entrambi sono relativamente primitivi e immutabili, rivelando una strana miscela di molte classi di animali vertebrati, inclusi uccelli, rettili e mammiferi.

Sebbene l’ornitorinco possa sembrare diverso all’inizio, sono quelle stesse differenze che rivelano le somiglianze tra noi ei nostri antenati comuni con altri vertebrati sulla Terra.

Gli scienziati ritengono che il suo genoma potrebbe rivelarci segreti sulla nostra evoluzione e su come i nostri lontani antenati mammiferi siano passati dalla deposizione delle uova alla nascita.

“Il genoma completo ci ha fornito risposte su come apparivano alcune strane caratteristiche dell’ornitorinco”, Lui spiega Biologo evoluzionista Guojie Zhang dell’Università di Copenhagen.

“Allo stesso tempo, decodificare il genoma dell’ornitorinco è importante per migliorare la nostra comprensione di come si sono evoluti altri mammiferi, inclusi noi umani”.

Negli anni precedenti, l’ornitorinco femmina aveva alcune sequenze genomiche proprie, ma senza sequenze del cromosoma Y molte informazioni andavano perse.

Utilizzando l’ornitorinco maschio, i ricercatori hanno ora creato una mappa fisica del genoma dell’ornitorinco ad alta risoluzione.

Oggi, i mammiferi viventi sono divisi in tre gruppi, inclusi monotremi, marsupiali, eutheriani o “placentali”: noi umani apparteniamo a quest’ultimo gruppo.

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Insieme, gli ultimi due formano una sottoclasse nota come Mammiferi di Tiran. Tutti i mammiferi danno alla luce tori per vivere giovani, ma i monotremi sono semplicemente troppo diversi per raggrupparsi con quel gruppo.

Non è chiaro quando questi tre gruppi distinti abbiano cominciato a divergere l’uno dall’altro. Alcuni credono che i monotremi si siano separati per primi, con i marsupiali e gli euteri che seguono l’esempio. Altri credono che i tre gruppi siano divergenti Nello stesso periodo.

Il genoma dell’ornitorinco ora aiuta a chiarire alcune date. I dati raccolti dai lignaggi di echidna e ornitorinco indicano che il loro ultimo antenato comune visse 57 milioni di anni fa.

Nel frattempo, i monofilamenti nel loro insieme sembrano essersi discostati dai marsupiali e dai mammiferi euteri circa 187 milioni di anni fa.

Anche dopo tutto quel tempo, l’ornitorinco semi-acquatico è rimasto straordinariamente intatto, inserendosi in un posto nelle giungle australiane che molti marsupiali e mammiferi non possono fare.

Gli autori erano particolarmente interessati ai cromosomi sessuali dell’animale, che sembrano essere sorti indipendentemente da altri mammiferi, che contengono tutti una semplice coppia XY.

Tuttavia, l’ornitorinco è l’unico animale noto per avere 10 cromosomi sessuali (le formiche ne hanno nove). L’ornitorinco ha cromosomi 5X e 5Y disposti in un anello che sembra essersi diviso in pezzi nel corso dell’evoluzione dei mammiferi.

Confrontando queste informazioni cromosomiche con gli esseri umani, gli opossum, i diavoli della Tasmania, i polli e il genoma delle lucertole, gli autori hanno scoperto che i cromosomi sessuali dell’ornitorinco condividono di più con gli uccelli come i polli che con i mammiferi come gli umani.

Ma mentre l’ornitorinco depone le uova come un pollo, nutre il suo latte giovane come un mammifero.

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Quindi non sorprende che i genomi monogami contengano la maggior parte dei geni del latte che hanno altri mammiferi.

I geni della caseina aiutano a codificare alcune delle proteine ​​nel latte dei mammiferi, ma i monotremi sembrano contenere caseina aggiuntiva con funzioni sconosciute. Tuttavia, il loro latte non è diverso da quello che proviene da una mucca o anche da un essere umano che allatta.

In quanto tale, l’ornitorinco probabilmente non dipende dalle proteine ​​dell’uovo come altre specie di uccelli e rettili, perché in seguito può nutrire i loro piccoli attraverso le ghiandole che allattano sulla sua pelle.

Supporta questo genoma. Mentre uccelli e rettili si affidano a tre geni che codificano per le proteine ​​chiave dell’uovo, l’ornitorinco sembra aver perso la maggior parte di questi geni quasi 130 milioni di anni fa. Oggi i polli hanno tutti e tre i geni delle proteine ​​dell’uovo, gli esseri umani non hanno geni e l’ornitorinco ne ha solo una copia completamente funzionante.

L’ornitorinco è strano nel mezzo e il suo genoma è una specie di ponte verso il nostro passato evolutivo.

“ Ci dice che la produzione di latte in tutte le specie di mammiferi esistenti si è evoluta attraverso lo stesso set di geni derivati ​​da un antenato comune che visse più di 170 milioni di anni fa – insieme ai primi Dinosauri Nel periodo Giurassico, “Zhang Dice.

Il genoma completo ha anche rivelato la perdita di quattro geni legati allo sviluppo dei denti, che potrebbero essere scomparsi circa 120 milioni di anni fa. Per mangiare, l’ornitorinco ora usa un paio di piatti a forma di corno per macinare il cibo.

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Le protuberanze velenose sulle zampe posteriori possono essere spiegate dai geni devensin della creatura, che sono legati al sistema immunitario di altri mammiferi e sembrano dare origine a proteine ​​uniche per il loro veleno. Echidnas, che aveva anche una sequenza genomica completa, sembra aver perso questo gene principale per la tossina.

Gli autori Dire I loro risultati rappresentano “alcune delle biologie più affascinanti degli ornitorinchi e degli echidna” allo stesso modo.

“Nuovi genomi per entrambe le specie forniranno maggiori informazioni sulle innovazioni di Terry e sulla biologia e l’evoluzione di questi insoliti mammiferi che depongono le uova”, Concludere.

Lo studio è stato pubblicato in natura.

Giustina Rizzo

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