Гены морских драконов дают ключ к их отличительному внешнему виду
Морские драконы отличаются от всех морских обитателей. Очаровательные, сказочные рыбы украшены орнаментом, напоминающим листья. Их шипы изогнуты. У них отсутствуют ребра и зубы. И именно самцы берут на себя ответственность за беременность. Статья об этом опубликована в журнале Proceedings of the National Academies of Sciences.
Секвенировав геномы двух видов морских драконов, исследователи из Орегонского университета (UO) нашли генетический ключ к отличию этих рыб: у них отсутствует ключевая группа генов, встречающихся у других позвоночных. Эти гены помогают управлять развитием лица, зубов и придатков, а также частей нервной системы.
Отмечается, что морские драконы принадлежат к тому же семейству, что и морские коньки и рыбы-трубочки.
“Эта группа просто замечательная по целому ряду причин. Но морские драконы являются чудаками в и без того странной группе рыб”, – делится Клэй Смолл, доцент кафедры исследований и член лаборатории биологии профессора Билла Креско.
Сообщается, что семейство, к которому принадлежат морские драконы и морские коньки, разделилось около 50 миллионов лет назад, что относительно недавно по эволюционным меркам.
В дикой природе морские драконы обитают только у берегов Австралии. Это затрудняет их изучение. Но лаборатория Креско получила редкий доступ к образцам тканей, сотрудничая с учеными из Березового аквариума Скриппса и аквариума Теннесси, которые разводят морских драконов в неволе.
Исследователи секвенировали геномы двух видов морских драконов – листового и сорного. Они сравнили эти генетические последовательности с трубачами и морскими коньками, а также с другими менее близкородственными костными рыбами, такими как данио и колюшка.
Наряду с трубкорылами и морскими коньками, у морских драконов отсутствовали некоторые гены, контролирующие развитие, что может быть ключом к происхождению их уникальной формы.
По сравнению со своими близкими родственниками, морские драконы также содержали большее, чем обычно, количество повторяющихся последовательностей ДНК, называемых транспозонами. Эти последовательности, также известные как “прыгающие гены”, часто копируют себя или перемещаются в геноме. Они могут вызывать быстрые генетические изменения, когда их вставляют в середину гена или рядом с ним, не позволяя гену работать должным образом.
Команда также использовала специализированный рентгеновский микроскоп в кампусе Найт Калифорнийского университета для получения трехмерных изображений морского дракона с высоким разрешением. Они отсканировали рыбу по частям, а затем объединили изображения в целостную картину.
При таком уровне детализации смогли увидеть тонкую структуру костей морского дракона, а также получить представление о том, как могли эволюционировать некоторые уникальные структуры тела этой рыбы.
“Мы увидели, что опорные структуры для покрытых листьями лопастей, по-видимому, были усовершенствованы шипами, а затем к их концам были добавлены мясистые придатки. Это позволило предположить, что они (украшения) развились из шипов”, – рассказывают исследователи.