Ce animal ar putea avea cei mai vechi cromozomi sexuali?

Cefalopodele ar putea avea cei mai vechi cromozomi sexuali dintre toate animalele, conform unei descoperiri recente în genomul caracatiței.

Acest lucru este deosebit de important, având în vedere că până acum oamenii de știință nu știau că aceste creaturi ciudate aveau o formă de determinare a sexului înscrisă în genele lor. Pentru a determina dacă o caracatiță este mascul sau femelă, biologii s-au bazat doar pe observație, făcând diferența între indivizii care depun ouă și cei care produc spermă.

• Cercetătorii cred că ochii vertebratelor au fost inițial un singur ochi în vârful capului
• Cum se împerechează caracatițele: un braț care găsește și fertilizează femela

Cercetarea genomului caracatiței nu arătase niciun semn clar al unui sistem de cromozomi sexuali. Oamenii de știință începeau să se întrebe dacă, poate, cefalopodele erau asemănătoare cu unele specii de pești și reptile, cu sexul determinat de factori de mediu, cum ar fi temperatura la care sunt ținute ouăle, în loc să fie moștenit de la cromozomi distincți.

În cele din urmă, cercetătorii de la Universitatea Oregon pretind că au rezolvat misterul despre cei mai vechi cromozomi sexuali.

Studiul lor pre-print, care este în prezent în proces de evaluare de către alți specialiști, furnizează primele dovezi ale determinării genetice a sexului în rândul caracatițelor.

Cei mai vechi cromozomi sexuali s-ar putea găsi la o specie de caracatiță

Examinând genele caracatiței Octopus bimaculoides, primul cefalopod al cărui genom a fost secvențiat integral, cercetătorii au descoperit în sfârșit o pereche de cromozomi unică.

Aceștia au identificat-o pe cromozomul numărul 17 și ea a ieșit în evidență doar atunci când au comparat genomul unei caracatițe mascul secvențiată integral cu cel al unei caracatițe femelă. Caracatița femelă părea să ducă lipsă de una dintre cele două copii.

Mergând mai departe, cercetătorii spun că au găsit semne clare ale unui sistem de determinare a sexului ZW, care se regăsește la păsări, crustacee și unele insecte.

Oamenii au un sistem XY, în care doi cromozomi X creează planul de bază al corpului feminin, iar prezența unui cromozom Y declanșează în general dezvoltarea caracteristicilor masculine. Caracatițele au un sistem opus. De obicei, masculii au o pereche de Z, iar femelele au doar un cromozom Z.

Pentru a vedea dacă acest sistem era prezent și la alte cefalopode, cercetătorii au comparat genomurile a trei specii de caracatițe, trei specii de calamari și un nautil. Au concluzionat că cromozomul Z este o „anomalie evolutivă” care se deosebește de cromozomii similari ai rudelor apropiate, scrie Science Alert.

Doar genomurile caracatiței Euprymna scolopes și al caracatiței Octopus sinensis aveau semnături similare ale acestei anomalii, dar deoarece aceste creaturi provin din linii evolutive diferite, acest lucru sugerează că cromozomul Z a apărut înainte de separarea lor.

Cât de vechi sunt acești cromozomi?

Prin urmare, cercetătorii de la Universitatea Oregon (SUA) susțin că cromozomul Z este „de o origine veche, unică”, apărut probabil acum între 455 și 248 de milioane de ani. Dacă cromozomul a apărut către capătul mai îndepărtat al acestui interval, caracatița ar putea avea cei mai vechi cromozomi sexuali descoperiți până acum, depășind chiar și unele insecte, despre care se crede că au cromozomi sexuali ce datează de acum 450 de milioane de ani.

În comparație cu cei ai caracatițelor, însă, acești cromozomi sexuali ai artropodelor sunt slab conservați în întreaga specie.

În comparație comparație, cel mai vechi cromozom al unui vertebrat este cel al unui sturion, care se estimează că are aproximativ 180 de milioane de ani. Femelele de sturion au o pereche de cromozomi sexuali ZW, spre deosebire de cromozomul Z „hemizigot” al caracatiței femele. Este posibil ca cromozomul corespondent W al caracatiței să fi fost pierdut de-a lungul timpului, într-un mod similar cu traiectoria defavorabilă a cromozomului Y la oameni.

Povestea despre cei mai vechi cromozomi sexuali ne învață noi lucruri despre genetică

Povestea din spatele cromozomilor sexuali s-a schimbat mult în ultimii ani. Cândva se credea că acestea sunt caracteristici intrinseci ale determinării sexului la animale. Dar cercetarea biologică tinde să fie axată pe mamifere. Așa cum s-a dovedit, unele specii de pești și reptile, cum ar fi crocodilii, nu au deloc cromozomi sexuali. Sexul descendenței lor este determinat de alți factori externi, prin reglementări epigenetice.

Mai este mult de învățat despre modul și motivul pentru care au evoluat cromozomii sexuali. Caracatițele, cu rădăcini evolutive profunde, ar putea fi modele fascinante pentru cercetările viitoare.

„Datele prezentate în acest articol sugerează cu siguranță că cefalopodele au printre cei mai vechi cromozomi sexuali atât la animale, cât și la plante. Acesta este un moment minunat pentru a lucra în domeniul geneticii cromozomilor sexuali”, a declarat cercetătoarea independentă Sarah Carey pentru Nature.

Preprintul a fost publicat în bioRxiv.

Vă recomandăm să citiți și:

Cum arată mica broscuță care își trăiește toată viața într-o floare

Feriga „zombi” poate reînvia frunze moarte pentru a hrăni restul plantei

Cât de repede poate un pește piranha să devoreze un câine?

Animalele pentru care sexul este mai important decât somnul