به این ترتیب، باله سینه ای و سر از نظر عملکرد و ساختار کاملاً ترکیب و یکپارچه هستند. تتسویا ناکامورا، زیست شناس رشدی در دانشگاه راتگرز در نیوجرسی. “این یک حیوان بسیار قابل توجه است.”
این تمام داستان تکامل باله های اسکیت نخواهد بود. او می‌گوید ژن‌ها و فعال‌کننده‌های دیگر نیز درگیر خواهند شد. «تکامل واقعاً پیچیده است. بیشتر از چیزی که انتظار داشتیم.
TADها نقش مهمی در توسعه و اختلال در ساختار آنها دارند می تواند باعث بیماری های مادرزادی در انسان شود. همچنین مشخص شده است که TAD های اصلاح شده باعث نوآوری های تکاملی در پستانداران دیگر مانند غدد جنسی خال های ماده. یک سوال بزرگ این است که آیا آنها نقش بزرگ تری در تکامل مهره داران داشتند یا خیر.
تیم‌ها ساختار سه‌بعدی اسکیت‌بردهای TAD را استنباط کردند، سپس آنها را با نزدیک‌ترین خویشاوندان خود، کوسه‌ها، مقایسه کردند. آنها بخش‌هایی از DNA را یافتند که شکسته شده و در TADهای اسکیت شامل ژن‌های پلاریته سلولی مسطح، که به سلول‌ها کمک می‌کند تا در یک جهت در صفحه بافت حرکت کنند، پیدا کردند. این ژن ها توضیح می دهند که چرا موهای پوست پستانداران همه در جهت خاصی قرار دارند.
برای مطالعه تکامل باله ها، تیم ناکامورا به همراه پنج گروه دیگر، ساختار سه بعدی ژنوم پرتو را بررسی کردند.Leucoraja erinacea).
جنین اسکیت در مراحل اولیه رشد
این تیم دریافتند که TADها بر بخش‌هایی از DNA تأثیر می‌گذارند که می‌توانند جابه‌جا شوند یا از بین بروند و کدام بخش‌ها باید در طول تکامل دست نخورده باقی بمانند. یکی از اعضای تیم می‌گوید: «من فکر می‌کنم این یک روش کاملاً متفاوت برای نگاه کردن به چگونگی تکامل ژنوم است ولیکه درo گرگ هابدونخیر در مرکز ماکس دلبروک در برلین، آلمان.
کار نشان می دهد که قدرت تجزیه و تحلیل و مقایسه ساختارهای ژنومی سه بعدی برای آشکار کردن مکانیسم های جدید در پشت نوآوری های تکاملی وجود دارد. متیو هریس در دانشکده پزشکی هاروارد استفاده از این رویکرد، به جای بررسی چگونگی تنظیم ژن های شناخته شده، می تواند شگفتی های بزرگی را به همراه داشته باشد، مانند این. او می‌گوید: «هیچ‌کس نمی‌توانست روزی را با این تصور که قطبیت سلول‌های مسطح در تکامل باله‌ها دخیل است، شروع کند.
محققان به دنبال ساختارهایی به نام دامنه های انجمن توپولوژیکی (TADs) بودند. آنها حلقه‌های بزرگی از DNA و پروتئین هستند که ژن‌ها را با مناطق غیر کدکننده DNA به نام فعال‌کننده‌ها در تماس قرار می‌دهند که مکان و زمان فعال بودن ژن‌ها را کنترل می‌کنند.
این تیم نشان داد که یکی از این ژن‌ها اکنون در رشد باله‌های سینه‌ای در پرتوها فعال است، اما در کوسه‌ها نه. ناکامورا فکر می‌کند که این می‌تواند به این معنی باشد که سلول‌های پرتو پرتو می‌توانند در یک جهت کشیده شوند و بر شکل بافت تأثیر بگذارند.
آنها می خواستند پرتوها را مطالعه کنند زیرا ژنوم آنها، مانند کوسه ها و پرتوها، کندتر تکامل یافته و شبیه مهره داران اجدادی نسبت به سایر حیواناتی که معمولاً در تحقیقات استفاده می شوند، مانند گورخرماهی، تکامل یافته است. این امر تشخیص تغییرات مهم را آسان‌تر می‌کند و چشم‌اندازی در مورد تکامل ژنوم در مقیاس زمانی طولانی‌تر ارائه می‌دهد.
این اسکیت ها باله های بال مانند خود را با استفاده از یک ترکیب ژنتیکی به دست آوردند که بخش های مختلف ژنوم آنها را در تماس فیزیکی با یکدیگر قرار می داد. این امر الگوی جدیدی از فعالیت ژنی را در باله‌های جنین خاری ایجاد کرد و نشان داد که چگونه تغییرات در معماری ژنومی سه‌بعدی می‌تواند باعث تکامل ساختارهای جدید بدن شود.
زیست شناسان تکاملی مجذوب باله های ماهی هستند، زیرا آنها یکی از نوآوری های بزرگ در مهره داران را نشان می دهند: زائده های جفتی. اینها اشکال شگفت انگیزی از جمله بازوهای ما را نشان می دهند. در اسکیت‌ها، معادل باله‌های جلویی یا سینه‌ای آنها است که به سمت جلو کشیده شده و با سر ترکیب شده‌اند.
موضوعات:
منبع: https://www.newscientist.com/article/2368767-skates-evolved-their-undulating-wings-thanks-to-genome-origami/?utm_campaign=RSS%7CNSNS&utm_source=NSNS&utm_medium=RSS&utm_content=home
دیوید گلد، لین کی و مگان موریسی، دوره جنین شناسی، آزمایشگاه زیست شناسی دریایی
