Nowe badania naukowe o lampartnicach: wyjaśnienie ewolucji kręgowców i braku szczęk

WarsawMinogi są jednym z dwóch rodzajów kręgowców pozbawionych szczęk. Powodują problemy w rybołówstwie na Środkowym Zachodzie USA, ale jednocześnie pomagają naukowcom zrozumieć ewolucję kręgowców. Badacze z Uniwersytetu Northwestern porównali minogi z żabami wodnymi z rodzaju Xenopus, które posiadają szczęki. Odkryli ważne informacje dotyczące dwóch kluczowych typów komórek macierzystych: pluripotentnych komórek blastuli i komórek grzebienia nerwowego.

Oto kilka kluczowych aspektów badania:

Geny minogów i żab wykazują podobieństwo w zakresie sieci pluripotencjalności. Minogi nie wykazują ekspresji genu pou5 w komórkach grzebienia nerwowego. Gen ten odgrywa kluczową rolę w tworzeniu struktur szczęk i głowy u kręgowców szczękowych.

Komórki pluripotencjalne mogą przekształcić się w każdy typ komórki w organizmie. Zarówno komórki blastuli, jak i komórki grzebienia nerwowego mają tę zdolność. Nowe badanie wykazało, że podczas gdy komórki grzebienia nerwowego żaby wykazują ekspresję genu pou5, minogi tego nie robią. Różnica ta może wyjaśniać, dlaczego minogi nie mają szczęk. Naukowcy opublikowali swoje odkrycia w czasopiśmie Nature Ecology & Evolution.

Badanie minogów może pomóc nam zrozumieć pochodzenie i rozwój kręgowców, w tym ludzi. Carole LaBonne, profesor na Uniwersytecie Northwestern i ekspertka w dziedzinie biologii rozwojowej, prowadziła badania i stwierdziła, że aby zrozumieć ewolucję, powinniśmy badać najprymitywniejsze żyjące kręgowce, takie jak śluzice i minogi.

Zobacz również:

Dzisiaj · 03:39

Tajemnicze wnętrza Urana i Neptuna: nowe odkrycia dotyczące warstw i pól magnetycznych

Komórki grzebienia nerwowego są wszechstronne i mogą przekształcać się w różne typy komórek, takie jak neurony i komórki mięśniowe. U kręgowców szczękowych komórki blastuli wcześnie tracą zdolność do przekształcania się w wiele typów komórek, jednak komórki grzebienia nerwowego zachowują ją dłużej. Naukowcy odkryli, że komórki blastuli minogów nadal posiadają pełną sieć zdolności pluripotencjalnych, co sugeruje, że kręgowce szczękowe i bezszczękowe mogły równocześnie wyewoluować te typy komórek macierzystych.

Joshua York, pierwszy autor i doktor habilitowany, zauważył, że chociaż geny minogów i żab są zasadniczo podobne, minogi nie wykazują ekspresji genu pou5 w komórkach grzebienia nerwowego. Może to sugerować, że gen ten został utracony z biegiem czasu i nie rozwijał się później u żuchwowców. Nawet po 500 milionach lat ewolucji istnieją ścisłe ograniczenia dotyczące poziomów ekspresji genów, które są niezbędne do promowania pluripotencji.

Minogi i żaby ewoluowały oddzielnie przez miliony lat, jednak nadal korzystają z podobnych mechanizmów biologicznych. Naukowców zaintrygowało, dlaczego te podobieństwa występują. Projekt był finansowany przez różne organizacje, takie jak Narodowe Instytuty Zdrowia i Narodowa Fundacja Nauki, i został poświęcony dr. Josephowi Walderowi.

Badanie minogów może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć ewolucję kręgowców. Porównując minogi ze zwierzętami posiadającymi szczęki, badacze starają się odkryć, w jaki sposób rozwijały się ważne cechy współczesnych zwierząt, w tym ludzi. To badanie jest krokiem w kierunku rozwiązania tych dawnych biologicznych zagadek.