Care este vertebratul cu cea mai lentă evoluţie?

Acest peşte ciudat, numit rechinul-elefant, este, printre vertebratele actuale, specia care s-a schimbat cel mai puţin în ultimii 400 de milioane de ani. Secvenţierea genomului său a scos la iveală, în afară de evoluţia foarte lentă, şi alte trăsături neobişnuite ale acestui animal.

Rechinul-elefant  (Callorhinchus milii) este un peşte cu schelet cartilaginos, nefiind totuşi un rechin adevărat (în ciuda numelui), ci o specie din grupul peştilor numiţi himere. Peştii cartilaginoşi sunt cele mai vechi vertebrate cu maxilare (gnatostome).

De ce este scheletul acestor peşti alcătuit din cartilaje şi nu din oase, este o întrebare care i-a frământat multă vreme pe biologi. Recent, analizând genomul rechinului-elefant şi comparându-l cu genoamele altor specii, oamenii de ştiinţă au descifrat parţial misterul: analiza, publicată în jurnalul Nature, furnizează informaţii privind bazele genetice ale formării oaselor şi mecanismele moleculare ale adaptării imunitare. Descoperirile au implicaţii importante pentru înţelegerea afecţiunilor osoase (precum osteroporoza) şi crearea unor noi tratamente, precum şi pentru înţelegerea imunităţii adaptive şi găsirea de noi căi de a stimula apărarea imunitară a organismului, inclusiv la om.

Rechinul-elefant a fost ales pentru studiu datorită genomului său compact, având o treime din mărimea celui uman. Peştele trăieşte în apele din sudul Australiei şi din jurul Noii Zeelande, la adâncimi de 200-500 metri, şi îşi foloseşte botul alungit în formă de trompă pentru a răscoli sedimentele de pe fundul oceanului în căutarea crustaceelor cu care se hrăneşte.

Prin analiza comparativă a genoamelor mai multor specii, cercetătorii au descoperit o familie de gene care este absentă la rechinul-elefant, dar prezentă la toate vertebratele cu schelet osos, inclusiv găini, vaci, şoareci şi oameni; genele din această familie sunt implicate în formarea scheletului osos.

Analiza genomului a oferit şi surprize: cercetătorii au constatat că rechinul-elefant nu posedă un anumit tip de celule imunitare care sunt esenţiale în apărarea organismului împotriva bacteriilor şi virusurilor şi în prevenirea unor boli autoimune.

Totuşi, în ciuda sistemului său imunitar rudimentar comparativ cu al altor vertebrate, rechinul-elefant prezintă un răspuns imunitar bun şi trăieşte mult. Aceste descoperiri  deschid posibilitatea de a dezvolta noi strategii pentru influenţarea răspunsului imun la oamani.

Studiul a mai arătat că rechinul-elefant este vertebratul cu cea mai lentă evoluţie, surclasând din acest punct de vedere celacantul, un peşte străvechi care a supravieţuit până azi şi care este numit adesea „fosilă vie”.

Ce a mai arătat studiul? Porţiuni mari din cromozomii rechinului-elefant şi cromozomii umani sunt foarte similare, în timp ce aceleaşi regiuni la peşti precum peşti-zebră şi peştele-balon sunt fragmentate şi împrăştiate pe diferiţi cromozomi. Genomul cu evoluţie lentă al rechinului-elefant evidenţiază importanţa lui ca element de referinţă pentru studii genetice ce urmăresc înţelegerea mai bună a genomului uman.

„Genomul cu evoluţie lentă al rechinului-elefant este probabil versiunea cea mai apropiată de strămoşul tuturor verebratelor gnatostome, strămoş care a dispărut cu multă vreme în urmă”, spune conducătorul studiului, dr. Byrappa Venkatesh, director de cercetare al Institutului de Biologie Moleculară şi Celulară din cadrul Agenţiei pentru Ştiinţă, Tehnologie şi Cercetare (A*STAR) din Singapore. ”Este un element fundamental pentru a îmbunătăţi modul în care înţelegem dezvoltarea şi fiziologia omului şi a altor vertebrate, după cum arată analiza făcută de noi asupra genelor asociate cu scheletul şi sistemul imunitar.”

Sursa: Science Daily / Credit foto: Byrappa Venkatesh, PhD