Тардиграде су животиње које успевају у крајностима. Такође познате и као водени медведи или прасади маховине, водени, микроскопски бескраљежњаци могу преживети температуре смрзавања и кључања, као и оштре услове спољног простора. Изсушени тардиград може се реанимирати додавањем воде - чак и деценијама касније. Налазе се на свим континентима, укључујући Антарктику, и живе у окружењима у којима се крећу од најдубљих океанских ровова до најтоплијих пустиња до врхова Хималаје.
Сличан садржај
- Хромосоми људског пола су неисправни промени ДНК
- Како преживљава ситни водењак у свемиру?
Сада су научници открили да тардигради поседују још једну екстремну тврдњу о слави: Њихов геном садржи највише страних ДНК од било које познате животињске врсте.
Уместо да наслеђују све своје гене од својих предака, тардигради добијају огромну шестину свог генетског састава од неповезаних биљака, бактерија, гљивица и археја, извештавају данас истраживачи у ПНАС . Бизарни мистић наглашава чињеницу да се врсте могу обликовати на много мање линеарне начине као што се обично замишља.
„Када већина људи помисли на разноликост живота и протока генетских информација, сликају дрво на великим гранама које стварају мање, али без икакве везе између удова“, каже вођа студије Тхомас Боотхби, постдокторски сарадник фонда за науку о животу Универзитет Северна Каролина, Цхапел Хилл. "Почињемо да схватамо да би уместо стабла живота било примереније размишљати о мрежи живота."
Боотхби се окренуо тардиградном геному у нади да ће открити најосновније основе екстремних стратегија преживљавања бића. Да би каталогизирао сваки ген, он и његове колеге прво су извукли и секвенционирали многе кратке делове ДНК-а из хиљада тардиграда. Помоћу рачунарског програма они су те секвенце повезали заједно да би произвели код у целости.
"Када смо то урадили, у почетку смо видели да има пуно гена који су изгледали као да не потичу од животиња", каже Боотхби. "Наша реакција црева је била да смо нешто забрљали и сигурно смо контаминирали наш узорак."
Да би се двоструко проверило, тим се окренуо ланчаној реакцији полимеразе, методи која појачава циљане регије генетског материјала само ако се подударају са специфичним прајмерима. У овом случају, желели су да виде могу ли амплифицирати животињске и бактеријске гене као јединствене јединице, што би било могуће само ако би били физички повезани унутар истог генома. "То смо учинили за преко 100 гена, са 98-постотним успехом", каже Боотхби.
Уверени да је њихово читање генома тачно, тим је затим реконструисао еволуцијско порекло специфичних генских секвенци. Ово је потврдило да су оно што је изгледало као страни гени заправо само то, пре него изглед који је развио од стране самих тардиграда.
"Резултати су нам недвосмислено рекли да гени који изгледају страно заиста долазе од неживотиња", каже Боотхби.
Све речено, тардиградни гени су направљени од 17, 5 одсто страног материјала. Већина тих чудних гена има бактеријско поријекло - хиљаде врста су представљене унутар генетске структуре тардиграда. За многе гене се зна или сумња да играју улоге у толеранцији стреса за своје оригиналне власнике.
"Мислим да су резултати изузетно изненађујући", каже Андрев Рогер, биолог са универзитета Далхоусие у Канади. Да би животиња могла да стекне тако велики део својих гена из страних извора, „чудесно је и без преседана“.
У неким случајевима, страни гени су заправо заменили тардиградне, док су у другима тардигради задржали сопствене верзије, али су укључивали једну или више копија из једне или више врста бактерија. „Нагађамо да ово није био једнократни догађај, већ вероватно да је у току и да се можда и данас дешава“, каже Боотхби.
Тардиграде добијају до 17, 5 процената својих гена из неповезаних организама. (СТЕВЕ ГСЦХМЕИССНЕР / Сциенце Пхото Либрари / Цорбис) Истраживачи већ годинама знају да бактерије и други микроби могу учествовати у хоризонталном преношењу гена - пребацивању генетског материјала између неповезаних врста. Али тек недавно су научници почели да схватају да се ова метода генетског развоја може појавити и код животиња.
У поређењу са тардиградама, геноми других животиња, укључујући људе, садрже врло мало страних материјала. До сада су ротифери - још једна микроскопска водена животиња - држали рекорд од 8 до 9 процената. За тардиграде и ротификате, велика доза страних гена вероватно игра значајну улогу у доделивању им супериорних вештина преживљавања.
"Ако могу да набаве ДНК од организама који већ живе у стресном окружењу, можда ће моћи да покупе неке исте трикове", каже Боотхби. Али тачно како су тардигради успели да сакупе толико страног генетског материјала остаје непознато.
Боотхби и његове колеге сумњају да би способност животиња да се осуши и реанимација могла играти улогу. Кад се тардигради осуше, њихови геноми се фрагментирају. Након што их течност која ствара живот обнавља, мембране које окружују њихове ћелије неко време остају непропусне, а како ћелије брзо раде на поправљању сопствених генома, могу случајно радити у некој ДНК из окружења.
„Овај рад потврђује важност проучавања целог генома, примењеног овде на необичан, али врло интересантан и често запостављен модел животиња“, каже Роберто Бертолани, еволутивни зоолог са Универзитета у Модени и Реггио Емилиа у Италији.
„Једна занимљива ствар коју аутори наводе је могућа веза између исушивања, непропусности мембране и ломова ДНК која може предиспонирати ове животиње да уграде и интегришу многе стране гене.“
За сада је то само хипотеза, па Боотхби планира да истражи ово и друга питања која постоје. Његов рад са овим екстремним створењем могао би чак и да људима омогући бољи опстанак: Проучавање тардиградних гена једног дана може помоћи развоју лекова и вакцина које се више не морају задржати на леду и уместо тога могу се сушити и реаниматирати на лицу места. сеоска клиника или кризна зона.
