고래와 돌고래가 바다 생활을 위해 진화 한 방법
새로운 연구에 따르면 돌고래와 고래를 포함한 고래류의 게놈이 중요한 방식으로 변경되어이 동물들이 육상에서 수생 환경으로 전환 할 수 있습니다.
돌고래와 고래와 같은 고래류는 물고기처럼 보이며 물고기처럼 수중 환경에 살지만 실제로는 수생 포유류입니다.
따라서 그들은 여러면에서 육지에 거주하는 척추 동물에 더 가깝습니다.
연구원들은 고래류가 약 5,250 만년 전에 육지에 거주하던 조상에서 진화하여 바다 생활로 변모했다는 사실을 알고 있습니다.
이러한 급격한 변화를 위해이 포유류 그룹은 시간이 지남에 따라 천천히 적응하여 수중 생물의 요구 사항에 맞는 다양한 생물학적 특징을 진화 시켰습니다.
지느러미, 지느러미, 수중 동체 모양을 포함한 일부는 쉽게 눈에 띄지 만 다른 적응은 더 미묘하지만 덜 중요하지 않습니다.
이제 독일 드레스덴에있는 두 개의 막스 플랑크 연구소, 리버 사이드에있는 캘리포니아 대학교, 뉴욕에있는 미국 자연사 박물관의 연구에서 고래류의 유전 적 구성이 어떻게 진화하여 고래가 바다에 살 수 있는지 보여줍니다. .
저널에 실린 연구 논문에서 과학 발전, 저자들은 이러한 전환이 부분적으로는 가능한 이유는 특정 유전자가 수천 년 동안 돌고래, 고래 및 기타 고래류에서 비활성 상태가 되었기 때문이라고 설명합니다.
85 개의 '잃어버린 유전자'가 바다 생활을 촉진했을 수 있습니다.
수석 저자 인 Matthias Huelsmann과 동료들은 고래류의 게놈이 어떻게 수 중에서 번성하도록 적응했는지 더 잘 이해하는 데 관심이있었습니다.
이를 위해 그들은 62 종의 포유류에서 19,769 개의 유전자를“모음”했습니다. 연구 논문에서 설명했듯이“고양이 류 4 종, 뾰족 류 2 종 [물개와 바다 코끼리를 포함하는 클레이 드], 해우 및 육상 포유류 55 종을 포함합니다. ”— 고래류가 육지에 거주하는 조상에서 진화 한 후 비활성화 된 유전자를 검색합니다.
“고래류 줄기 계통에서 육지에서 물로 전환하는 동안 비활성화 된 유전자를 정확하게 식별하기 위해 우리는 고래류와 가장 가까운 생물 인 반수생 포유류 인 일반적인 하마의 최근 염기 서열을 사용했습니다. , 하마에서 불 활성화 돌연변이가 검출되지 않은 유전자만을 고려했습니다.”라고 연구 저자는 계속 설명합니다.
따라서 팀은 85 개의 "잃어버린 유전자"를 확인했습니다. 이전 연구에서 이미 이들 중 일부를 확인했지만 62 개 (73 %에 해당)는 새로운 발견이었습니다.
연구진은 비활성화 된 유전자 중 하나가 타액 분비에 중요한 역할을한다고 설명했다. 타액은 육지에 사는 포유류가 음식을 윤활하고 부드럽게하는 데 도움이되며 특정 효소를 통해 소화 과정을 시작하는 데 도움이되지만 물이 대신 이러한 "일"을 수행 할 수 있기 때문에 수생 포유류에게는 불필요 해졌습니다.
“잃어버린”두 개의 다른 유전자는 혈전 형성에 필요했습니다. 그러나 그들의 비활성화는 수생 생물이 진화하는 데 더 도움이되는 다른 상처 봉합 메커니즘을 가능하게 할 것입니다.
또 다른 주요 손실은 폐 기능과 관련된 특정 유전자의 손실이었습니다. 새로운 유전 적 구성은 고래류가 바다 깊숙이 잠수 할 때 폐가 붕괴되도록합니다.
Huelsmann과 동료들은“폐 붕괴는 인간에게 심각한 임상 문제를 나타내지 만 고래류에서 부력과 감압병 발병 위험을 감소시키는 역할을합니다.
고래류는 또한 포유류가 수면과 각성주기를 조절하는 호르몬 인 멜라토닌을 합성 할 수 있도록하는 모든 유전자를 잃었습니다.
이 물에 사는 포유류에서 이러한 손실은 단 반구 수면이라고하는 다른 유형의 수면의 진화로 이어 졌을 수 있습니다. 이러한 형태의 수면에서는 뇌의 절반 만 쉬고 나머지 절반은 깨어 있습니다. 이 메커니즘은 고래류가 수면으로 수영하거나 필요한 경우 더 많은 열을 생성 할 수 있도록합니다.
연구자들은 이러한 모든 적응이 고래, 돌고래 및 유사한 수생 포유류가 물고기처럼 살기 시작하는 데 도움이되었을 것이라고 주장합니다.
“[O] ur 발견은 고래류의 유전자 손실이 수중 전문화와 관련 될뿐만 아니라 완전한 수생 환경에 적응하는 데 관여했을 수 있음을 시사합니다.
