BiyolojiDoğa ve ÇevreGenetikİlginç BilimMakaleler

Ornitorenklerin Gen Haritası, Neden Bu Kadar Tuhaf Olduklarını Açıklıyor

Dünyanın en tuhaf memelisi olan Ornitorenk’in ilk kez tüm genom haritası yayınlandı.  10 eşey kromozomlu, ördek ağızlı, kunduz kuyruklu, yumurtlayan ama yavrularını sütle besleyen ve zehirli bir mahmuza sahip olan ornitorenkler, uzun süredir evrimsel biyologların çalışma alanına giriyordu.

Gerçekten de,ördek ağızlı ornitorenkler Dünya’daki en tuhaf hayvanlardan biridir. Dikenli karıncayiyenin yanı sıra monotremler olarak bilinen, bu iki Avustralya hayvanı benzer şekilde yumurtlar ve yavrularını sütle besler.

Bu iki canlının da genleri oldukça ilkel ve değişmemiştir. Omurgalı hayvanlar sınıfından kuşlar, sürüngenler ve memelilerin tuhaf bir karışımıdır.

Bilim insanları ornitorenk genomunun, kendi evrimimize dair sırları açığa çıkarabileceğini düşünüyor. Ayrıca uzaktan atalarımızın(memeliler) nasıl yumurtaların üstüne yatarak, doğum yaptığını da gösterebilir.

“Ornitorenk’in tüm genomu çözüldüğünde, hayvanın tuhaf özelliklerinin nasıl ortaya çıktığına dair cevaplar sunacaktır. Aynı zamanda ornitorenklerin genomlarını çözmek, diğer memelilerin de nasıl evrildiğini anlamak açısından oldukça önemlidir,” diyor Kopenhag Üniversitesi’nden evrimsel biyolog Guojie Zhang.

Daha önceki yıllarda dişi ornitorenklerin bazı genom dizilimleri çözülse de, Y kromozomu olmadan çok da fazla bilgi edinmek pek mümkün değil.

İşte araştırmacılar erkek ornitorenkleri kullanarak, yüksek doğruluklu bir genom haritası oluşturdular. 

Bugün memeliler üç gruba ayrılıyor; monotremler(tek delikliler), keseliler ve memeliler(plasentalılar). İnsanlar da plasentalılar grubuna giriyor.

Son iki grup theria memelileri olarak bir alt sınıfa ayrılır. Theria memelileri gençken doğurur ama monotremler basitçe bu gruba alınamayacak kadar farklıdır.

Halen bu üç farklı grubun birbirinden nasıl ayrıldığı bilinmese de,bazıları monotremlerin ilk olarak ayrıldığını sonra, keseliler ve plasentalıların ayrıldığını düşünüyor. Diğerleri ise bu üç grubun, aşağı aynı zamanlarda birbirinden farklılaştığını düşünüyor.

Artık ornitorenk genomu sayesinde bazı tarihler aydınlanmaya başladı. Dikenli karınca yiyen ve ornitorenk dizilimleri bu iki türün en yakın atasının 57 milyon yıl önce yaşamış olduğunu gösteriyor.

Aynı zamanda monotremler, keseliler ve plasentalılardan 187 milyon yıl önce ayrıldı.

Bütün bu değişimlerden sonra bile yarı-sucul ornitorenk Avustralya’daki çalılıklarda diğer keseliler ya da memelilerden ayrı olarak pek değişiklik göstermedi.

Araştırmacılar özellikle bu hayvanın eşey(cinsiyet) kromozomlarında yoğunlaştı. Öyle görünüyor ki, ornitorenk diğer theria memelilerinden bağımsız olarak gelişti ve tüm kromozomlar basitçe XY çiftini içeriyor.

Buna rağmen ornitorenk, 10 eşey kromozomu içeren tek hayvandır. (dikenli karıncayiyenlerde 9 vardır). Ornitorenkte 5 X, 5 Y kromozomu halka şeklinde organize olmuştur ve öyle görünüyor ki, memeli evrimi sürecinde bu koparak parçalara ayrılmıştır.

Bu eşey kromozomu bilgisi; insanlar,opossum,Tazmanya şeytanı,tavuklar ve kertenkele genomuyla karşılaştırıldığında, araştırmacılar ornitorengin eşey kromozomlarının tavuklarla yani kuşlarla daha fazla ortak yanı olduğunu buldu.

Yumurtluyor Ama Yavrularını Sütle Besliyor

Ornitorenkler tavuklar gibi yumurtalarının üstüne yatsa da,yavrularını theria memelileri gibi sütle besliyor. Aslında bunun da çok da sürpriz olmaması lazım, monotrem genomları, çoğu theria memelilerinden gelen süt genleri içeriyor.

Kazein genleri memeli sütündeki çoğu proteini kodlasa da, öyle görünüyor ki; monotremler bilinmeyen fonksiyonlara sahip ekstra kazeinler içeriyor. Yani ornitorenk sütü inekten veya insanlardan gelen süt gibi değil. Hatta daha önce yayınlanan bir araştırmada ornitorenk sütünün antibiyotik dirençli bakterilerle savaşta etkili olabileceği bulunmuştu. https://www.gercekbilim.com/antibiyotik-direncli-bakterilerle-savasta-ornitorenk-sutu-etkili/

Öyle ki, ornitorenkler kuşlar ya da sürüngen türleri gibi yumurta proteinlerine çok daha bağımlı değil, çünkü derisindeki laktasyon bezleri sayesinde yavrularını sütle besleyebiliyor.

Genomu bunu destekliyor. Kuşlar ve sürüngenler temel yumurta proteinlerini sentezleyecek 3 gene sahipken, ornitorenk bu genleri 130 milyon yıl önce kaybetmişe benziyor. Günümüzde tavuklar bu 3 yumurta proteinine sahipken, insanlar hiçbirine sahip değil ve ornitorenklerde sadece bir fonksiyonel kopya kalmış.

Ornitorenk tuhaf bir aracı, genomu bizim evrimsel geçmişimizle bir çeşit köprü görevi görüyor.

“Tüm memeli türlerinde görülen süt üretiminin , Jura dönemindeki ilk dinozorların yanısıra, 170 milyon yıldan daha uzun bir süre önce yaşamış ortak bir atadan türetilen aynı genler dizisi aracılığıyla aktarıldığı bilgisini alıyoruz,” diyor Zhang.

Ayrıca tüm genom incelendiğinde diş gelişimiyle ilgili 4 genin muhtemelen 120 milyon yıl önce kaybolduğu ortaya çıktı. Bu nedenle, ornitorenk bir çift boynuz benzeri tabak kullanarak yediğini öğütüyor.

Zehirli mahmuzları ise muhtemelen savunma genleriyle açıklanabilir. Ayrıca eşsiz proteinler zehrinin oluşmasını sağlıyor. Dikenli karıncayiyenlerin (echidna) tüm genom diziliminde, bu zehir geni anahtarı kaybolmuşa benziyor.

Araştırmacılar bu sonuçların, ornitorenk ve dikenli karıncayiyenin bazı benzer büyüleyici biyolojik özelliklerinin ortaya koyduğunu belirtiyor.

İki türe dair bu yeni genom analizleri sayesinde theria memelilerine dair yeni buluşlar ve yumurtlayan memelilerin evrimine daha ayrıntılı bakış açıları oluşturulabilecek.  

Araştırma Referansı:

Yang Zhou, Linda Shearwin-Whyatt, Jing Li, Zhenzhen Song, Takashi Hayakawa, David Stevens, Jane C. Fenelon, Emma Peel, Yuanyuan Cheng, Filip Pajpach, Natasha Bradley, Hikoyu Suzuki, Masato Nikaido, Joana Damas, Tasman Daish, Tahlia Perry, Zexian Zhu, Yuncong Geng, Arang Rhie, Ying Sims, Jonathan Wood, Bettina Haase, Jacquelyn Mountcastle, Olivier Fedrigo, Qiye Li, Huanming Yang, Jian Wang, Stephen D. Johnston, Adam M. Phillippy, Kerstin Howe, Erich D. Jarvis, Oliver A. Ryder, Henrik Kaessmann, Peter Donnelly, Jonas Korlach, Harris A. Lewin, Jennifer Graves, Katherine Belov, Marilyn B. Renfree, Frank Grutzner, Qi Zhou, Guojie Zhang. Platypus and echidna genomes reveal mammalian biology and evolutionNature, 2021; DOI: 10.1038/s41586-020-03039-0

Kaynak
ScienceAlert
Daha Fazla Göster

Oğuz Sezgin

Bir bilim sever ve kimyager olarak, internetteki eksikliği görerek Gerçek Bilim’i 2012'de kurdum. Bu sitede gördüğünüz pek çok bilim ve teknoloji haberini oldukça ciddi kaynaklardan toplayarak sizin için araştırıyor, çeviriyor ve derliyorum. Gerçek Bilim'deki diğer yazarlar ve ben, her gün baş döndürücü şekilde gelişen bilim ve teknoloji haberlerini size aktarmaktan kıvanç duyarız.

İlgili Makaleler

2 Yorum

  1. Geri bildirim: Ornitorenklerin Neden Bu Kadar Tuhaf Oldukları Açıklandı
  2. Geri bildirim: Ornitorenklerin Gen Haritası, Neden Bu Kadar Tuhaf Olduklarını Açıklıyor – katip

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

*

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Başa dön tuşu