Глаз наутилуса сформировался в результате дегенерации более сложного органа

Ученые из Китая секвенировали геном единственного из ныне живущих головоногих моллюсков с наружной раковиной — наутилуса (Nautilus pompilius). Геном оказался меньше, чем у двужаберных моллюсков — осьминогов, кальмаров и каракатиц, однако содержит белковый аппарат для биоминерализации и большое количество генов врожденного иммунитета. Относительно простой глаз сформировался в результате потери ряда генов.

Credit:
Chitsanupong Chuenthananont | 123rf.com

Наутилус — единственный современный представитель головоногих моллюсков, который имеет наружную раковину. Его можно по праву считать живым ископаемым, поскольку род Nautilus известен еще с палеозоя. Однако за последние годы численность наутилусов существенно сократилась из-за коммерческого использования раковин, отсутствия ограничений на отлов и медленного полового созревания моллюска. Недавно ученые из Китая секвенировали геном наутилуса, в том числе и для привлечения внимания к проблеме сохранения вида.

Наутилус сохранил многие плезиоморфные (характерные для общего предка) черты моллюсков, такие как многокамерная наружная раковина и глаз с отверстием–зрачком, лишенный хрусталика и роговицы. Кроме того, у наутилуса хорошие способности к пространственному обучению, есть кратковременная и долговременная память, хотя размер его мозга невелик по сравнению с другими головоногими.

Недавно были секвенированы геномы нескольких представителей родственной наутилусу группы двужаберных моллюсков (Coleoidea), к которой относятся осьминоги, кальмары, каракатицы и другие виды. Геном наутилуса оказался существенно меньше, чем геномы двужаберных моллюсков. Кроме того, он имеет наименьшее число генов и самую низкую скорость эволюции среди всех головоногих. Сравнительный анализ геномов показал, что относительная простота устройства глаз наутилуса связана с сокращением или полной утратой ряда генов. Таким образом, глаз наутилуса, скорее всего, сформировался в результате дегенерации более сложного органа.

В геноме наутилуса также обнаружили уникальные белок-кодирующие гены, связанные с формированием наружной раковины из кристаллов арагонита; то есть наутилус обладает специальным белковым аппаратом для биоминерализации. Кроме того, в его геноме больше, белков врожденного иммунитета, чем у остальных головоногих. В частности, у наутилуса сильно расширен репертуар лектинов — белков, которые связывают остатки углеводов на поверхности бактериальных клеток и вызывают их агглютинацию и разрушение.

Источник

Zhang Y., Mao F., Mu H., et al. // The genome of Nautilus pompilius illuminates eye evolution and biomineralization // Nature Ecology & Evolution, 2021, DOI: 10.1038/s41559-021-01448-6

Добавить в избранное