Почему камбала плоская

Ученые из Китая проанализировали геномы и транскриптомы 11 видов камбал, причем восемь геномов были собраны de novo. Они установили, что асимметричная форма тела ряда камбалообразных могла появиться в ходе эволюции за счет изменения активности сигнальных путей WNT и ретиноевой кислоты, а также снижения объема мышечной ткани и жировых запасов.

Credit:
Joseph Belanger | 123fr.com

Плоская и асимметричная форма тела у представителей отряда камбалообразных (Pleuronectiformes) — важная адаптация для обитания на морском дне. Однако генетические причины столь своеобразного строения долгое время оставались неясными. Ученые из Китая провели анализ геномов 11 видов камбал, представляющих 8 из 14 семейств отряда, причем восемь геномов собрали de novo. Также они получили 80 транскриптомов разных тканей камбал, изучили филогенетическую историю отряда и молекулярные особенности, лежащие в основе общей для отряда организации тела.

Геномный анализ показал генетическую неоднородность камбал. Они выяснили, что подотряды Pleuronectoidei и Psettodoidei, на которые принято делить отряд камбалообразных, в действительности имеют разное происхождение. Таким образом, отряд камбалообразные — это полифилетическая группа, причем именно подотряд Pleuronectoidei ученые называют настоящими камбалами.

Анализ геномов показал, что оба подотряда появились почти одновременно около 80 миллионов лет назад в меловом периоде и подверглись очень быстрой эволюции, связанной с радикальной сменой образа жизни — переходом от плавания в толще воды к обитанию на морском дне.

Чтобы определить генетические причины необычного строения тела камбал, ученые сравнили геномы и транскриптомы камбал и рыб из других отрядов. Оказалось, что наибольшие изменения затронули гены, ответственные за перестройку мышечного аппарата, а также расположение и объемы жировых запасов. В частности, это гены, кодирующие компоненты дистрофин-гликопротеинового комплекса, необходимого для механической стабилизации и развития мускулатуры. Асимметрия тела камбал оказалась связана с сигнальными путями WNT и ретиноевой кислоты. Сигнальный путь WNT — это один из внутриклеточных сигнальных путей животных, регулирующий эмбриогенез, дифференцировку клеток и развитие злокачественных опухолей. За способность к «хождению» на плавниках, вероятно, ответственны мутации в генах hoxd12a и bhlha9. Они кодируют транскрипционные факторы, которые регулируют переднезаднее расположение плавников и их морфогенез.


Источник

Lü, Z., Gong, L., Ren, Y., et al. // Large-scale sequencing of flatfish genomes provides insights into the polyphyletic origin of their specialized body plan. // Nature Genetics, 2021, DOI: 10.1038/s41588-021-00836-9

Добавить в избранное

Вам будет интересно