انسان 600 میلیون سال پیش ردیابی شد!


فرارو- بر اساس یک مطالعه جدید، بسیاری از بی مهرگان دریایی مدرن، از جمله اسفنج ها و چتر دریایی، کروموزوم هایی با همان ساختار باستانی دارند که بیش از 600 میلیون سال پیش از اجداد اولیه خود به ارث برده بودند. این یافته قابل توجه وجود یک “تکامل محافظه کارانه” را نشان می دهد که می تواند پیوند مهمی بین موجودات مدرن، از جمله انسان، و اجداد بسیار دور آنها ایجاد کند.

به گزارش فرارو، دانیل روهسار، نویسنده اصلی این مطالعه، مارتلا فوسکت براون، رئیس بخش زیست شناسی مولکولی و سلولی در دانشگاه کالیفرنیا، گفت: “این یافته جدید بر این واقعیت تأکید می کند که حتی در چیزی به اندازه کروموزوم ها، حیوانات مختلف یکسان هستند.” ، برکلی. این یکی از دلایل اصلی است که ما می‌توانیم با مطالعه موجوداتی مانند مگس‌های میوه، کرم‌های نماتد، چتر دریایی و سایر موجودات مشابه، درباره زیست‌شناسی انسان اطلاعات بیشتری کسب کنیم.»

تجزیه و تحلیل جدید پیش بینی می کند که اولین حیوانات چند سلولی ژن های خود را بر روی 29 جفت واحد کروموزوم باستانی حمل می کردند. بسیاری از این کروموزوم ها برای نیم میلیارد سال دست نخورده باقی مانده اند، از زمانی که اولین حیوانات در اقیانوس تکامل یافتند و به بی مهرگان تبدیل شدند، از اسفنج گرفته تا کرم و انسان. برای مقایسه، انسان در حال حاضر دارای 23 جفت کروموزوم، در مجموع 46 جفت کروموزوم است که حاصل دو تکرار و همجوشی و بازآرایی های کروموزومی متعدد از زمان اولین حیوانات است.

این مطالعه که توسط دانیل رخسار و اولگ سیماکوف از دانشگاه وین در اتریش انجام شد، اولین مطالعه ای بود که موقعیت کروموزومی ژن ها را در حیوانات مختلف مانند اسفنج، چتر دریایی، گوش ماهی و سایر بی مهرگان آبزی مقایسه کرد. به ندرت سازمان کروموزومی آنها را مطالعه می کند. اگرچه این نوع تجزیه و تحلیل بر روی مگس میوه و بسیاری از مهره داران از جمله انسان انجام شده است، ژنوم اخیراً در مقیاس کروموزومی برای بی مهرگان مختلف تعیین شده است.

تکامل محافظه کارانه

با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته‌تر برای تعیین اینکه کدام ژن‌ها در زمان تشکیل کروموزوم‌ها به یکدیگر نزدیک‌تر هستند، دانشمندان در چند سال گذشته شروع به تخصیص ژن‌ها به کروموزوم‌ها کرده‌اند، از جمله؛ نیزه فلوریدا (نوعی از موجودات دریایی کف مانند که به نام آمفیکسوس نیز شناخته می شود)، گوش ماهی، اسفنج های آب شیرین و چتر دریایی آتشین. رخسار، سیماکوف و تیمشان با شناسایی توالی‌های کروموزومی پنجمین حیوان، Hydra vulgaris، یکی دیگر از گونه‌های cnidarian، این مجموعه را گسترش دادند.

انسان 600 میلیون سال پیش ردیابی شد!

رخسار گفت: «آنچه دیدیم قابل توجه بود. اگر این پنج گونه را با هم مقایسه کنید، خواهید دید که طیف وسیعی از حفاظت وجود دارد. در بسیاری از موارد، کل کروموزوم ها یا قطعات بزرگ کروموزوم به هم پیوسته هستند. یک کروموزوم کامل در یک اسفنج می تواند با کروموزوم یک چتر دریایی مطابقت داشته باشد. آنها دقیقاً به یک شکل سازماندهی نشده‌اند، اما در این مقیاس‌های طولانی، یک کروموزوم مانند کیسه‌ای از ژن‌ها عمل می‌کند که یکپارچگی خود را از زمان آغاز زندگی حیوان در دوران پیش از کامبرین حفظ کرده‌اند.

هنگامی که محققان در نمونه بی مهرگان خود دریافتند که ژن ها تمایل دارند در یک کروموزوم با هم بمانند، به اصطلاح synteny به معنای “روی یک رشته” است. بر همین اساس، آنها پیش بینی کردند که همین اتفاق برای سایر بی مهرگان از جمله خارپشت دریایی و انواع کرم ها و نرم تنان نیز رخ دهد. هنگامی که آنها به کروموزوم های این موجودات نگاه کردند، محافظت مشابهی از DNA روی کروموزوم ها یافتند. به نظر می رسد که همه آنها به همان 29 جفت کروموزومی باز می گردند که در اجداد اولیه حیوانات وجود داشته است.

این موفقیت برای انسان و سایر مهره داران چه معنایی دارد؟

چان زاکربرگ، زیست شناس و عضو مؤسسه ژنوم مشترک در لارنس، می گوید: «اگر آمفیوکسوس را با گوش ماهی و سپس نمایندگان بسیاری از مهره داران مختلف مقایسه کنید، می بینید که 18 گروه مختلف از ژن ها وجود دارد که به نظر می رسد همیشه با هم سازگار هستند. آزمایشگاه ملی برکلی می‌چسبند. آنها همیشه با هم در یک قطعه DNA حرکت می کنند، بنابراین ساده ترین تفسیر این است که 18 کروموزوم در جد پیش مهره داران وجود دارد.

رخسار و تیمش مدت‌ها بر این باور بودند که کروموزوم‌ها بیش از آنچه قبلا تصور می‌شد حفظ می‌شوند. در طول 20 سال گذشته، او و تیمش توالی و ژنوم حیوانات مختلف از جمله خارپشت دریایی، پلاکوزورها، گونه های مختلف اسفنجی، شقایق های دریایی، اختاپوس، کرم بلوط، زالو، لمپت و گرده افشان را مورد مطالعه قرار داده اند. . اگرچه ژنوم های اصلی اغلب تکه تکه می شوند، اما نشانه هایی از گروه های ژنی حفاظت شده باستانی مرتبط با حیوانات مختلف وجود دارد. فناوری‌های جدیدی که شناسایی همه کروموزوم‌ها را ممکن می‌سازد، اکنون این فرضیه‌های اساسی را تأیید کرده‌اند.

انسان 600 میلیون سال پیش ردیابی شد!

این واقعیت که ژن‌های بی‌مهرگان مختلف، علی‌رغم صدها میلیون سال تکامل مستقل، هنوز به‌طور شگفت‌انگیزی به هم مرتبط هستند، ممکن است نشان‌دهنده این باشد که پرش ژن‌ها به کروموزوم‌ها دشوارتر از آن چیزی است که دانشمندان در مطالعه مهره‌داران تصور می‌کنند. . ممکن است دلایل ناشناخته‌ای وجود داشته باشد که چرا مجموعه‌هایی از این ژن‌ها با هم باقی می‌مانند. یک مثال شناخته شده ژن Hox است که تعیین می کند کدام قسمت از جنین حیوان سر و کدام دم را تشکیل می دهد. این ژن ها همه در یک کروموزوم در اکثر بی مهرگان گروه بندی می شوند و این خوشه بندی برای استقرار آنها در طول تکامل ضروری است. رخسار گفت: خوشه‌بندی عملکردی این ژن‌ها ممکن است یک استثنا باشد، اما هنوز هیچ مدرکی مبنی بر ارتباط عملکردی خوشه‌های یافت شده در مطالعه اخیر وجود ندارد.

به نظر می رسد این حفظ کروموزوم ها در مورد بی مهرگان متوقف شده است، زیرا در اوایل تکامل مهره داران، کل ژنوم دو بار در دودمان منتهی به مهره داران آرواره دار تکرار می شود، گروهی که شامل پستانداران، پرندگان، خزندگان، دوزیستان و بیشتر ماهی ها می شود. . در طول این تکرارهای بزرگ، یک سری از بازآرایی های کروموزومی ژنوم اولین مهره داران فک را تشکیل داد که در نهایت باعث تولید انسان شد. رخسار و همکاران با ردیابی گروه‌هایی از ژن‌ها هنگام حرکت از کروموزوم به کروموزوم با تکامل مهره‌داران اولیه. آنها توانستند از شکاف مهره داران و بی مهرگان عبور کنند و اولین کروموزوم های حیوانی را به مهره داران معاصر متصل کنند. نتیجه این است که اکنون می‌توانیم انسان‌ها را 600 میلیون سال پیش ردیابی کنیم.

یکی از چیزهای جالب این است که وقتی این پروتوکروموزوم های باستانی را قضاوت می کنیم و آنها را در “درخت زندگی” مرتب می کنیم، می توانیم پیش بینی های جدیدی نیز انجام دهیم. در واقع، برخلاف فیزیک یا شیمی، ما معمولاً نمی‌توانیم چنین پیش‌بینی‌هایی را در زیست‌شناسی انجام دهیم، اما اکنون، به لطف این یافته، به یک معنا قابل دستیابی است، زیرا ما در حال حاضر اطلاعاتی درباره تقریباً هر ژنوم حیوانی داریم.

منبع: scitechdaily

ترجمه: مصطفی جرفی فرارو


تمامی اخبار به صورت تصادفی و رندومایز شده پس از بازنویسی رباتیک در این سایت منتشر شده و هیچ مسئولتی در قبال صحت آنها نداریم