Spoznajte drobne tardigrade, največje tatove DNK na svetu

Tardigrade so živali, ki živijo v ekstremnih razmerah. Ti mikroskopski vodni nevretenčarji, znani tudi kot vodni medvedi, lahko preživijo hladno in ekstremno vročino, pa tudi težke razmere v prostoru. Če so dehidrirani, jih lahko oživimo le z vodo, četudi so desetletja preživeli tako. Najdemo jih na vseh celinah, vključno z Antarktiko, in živijo v okoljih, od oceanskih rovov do puščav do vrha Himalaje.

Zdaj je skupina znanstvenikov odkrila, da imajo ta bitja še eno edinstveno stanje: njihov genom vsebuje najbolj "cepljeno" DNK med vsemi znanimi živalskimi vrstami. Raziskovalci so ugotovili, da so tardigradi namesto da so podedovali vse svoje gene od svojih prednikov šestino svoje genske sestave iz rastlin, bakterij, gliv in arhej. Ta celotna mešanica je pokazala, da se vrste lahko oblikujejo na veliko manj linearne načine, kot smo si predstavljali.

"Ko ljudje pomislijo na raznolikost življenja in pretok genetskih informacij, si predstavljajo drevo z velikimi vejami, ki ustvarjajo manjše, vendar brez kakršne koli povezave med njimi, " pravi Thomas Boothby. Podoktorski sodelavec pri Fundaciji za življenjsko znanstveno raziskovanje na Univerzi v Severni Karolini na Chapel Hillu. "Začenjamo se zavedati, da bi bilo namesto drevesa življenja bolj primerno razmišljati o spletu življenja, " nadaljuje.

Boothby je začel proučevati genom tardigradov v upanju, da bo odkril najosnovnejše temelje strategij skrajnega preživetja bitja. Da bi katalogiziral vsak gen, je s sodelavci najprej izvlekel in sekvenciral več kratkih kosov DNK na tisoče teh bitij. Nato so z računalniškim programom "sešili" vse kose skupaj in razkrili kodo v celoti.

"Ko smo to storili, smo sprva videli, da obstaja veliko genov, za katere se zdi, da ne prihajajo od živali, " pravi znanstvenik. "Naša nagonska reakcija je bila, da smo mislili, da smo naredili napako ali da bi nekaj moralo onesnažiti naš vzorec, " je dejal. Za ponovno preverjanje rezultata je skupina preizkusila verižno reakcijo polimeraze, metodo, ki ciljna območja genskega materiala poveča le, če ustrezajo določenim "sprožilcem".

V tem primeru so želeli preveriti, ali lahko živalske in bakterijske gene amplificirajo kot posamezne enote, kar bi bilo mogoče le, če bi bili fizično povezani znotraj istega genoma. "To smo storili za več kot 100 genov, z 98-odstotnim uspehom, " je dejal Boothby.

Prepričana, da so odčitki genoma pravilni, je ekipa nato rekonstruirala evolucijsko prednico specifičnih genskih sekvenc, ki so potrdile, da so bili tuji geni samo to, namesto nečesa podobnega, ki so ga razvili sami tardigradi. "Rezultati so nedvoumno razkrili, da geni, ki so videti tuji, dejansko izvirajo iz neživalskih oblik življenja, " je dejal raziskovalec.

Skupina je ugotovila, da je 17, 5% genov vodnih medvedov izdelanih iz nekega tujega materiala. Večina teh zunanjih genov ima bakterijsko poreklo, na tisoče vrst pa je zastopanih v genetski sestavi tardigrada. Znanstveniki verjamejo, da je veliko teh genov odgovornih za igranje enakih vlog v stresni toleranci kot njihovi "prvotni lastniki".

V nekaterih primerih so tuji elementi nadomestili tardigrade, v drugih pa so te živali obdržale svoje strukture, vendar so z njimi integrirale eno ali več kopij ene ali več vrst bakterij. Raziskovalci domnevajo, da to ni bil enkratni dogodek in se morda še danes dogaja. Toda še ni bilo odkrito, kako lahko ta bitja popravljajo svojo DNK s tujim genetskim materialom.

Kaj ste pomislili na tardigrade? Komentirajte na Mega radovednem forumu