Вампиры глубин: древняя связь между осьминогами и кальмарами

от

Исследователи из Венского университета (Австрия), Национального технологического института — колледжа Вакаямы (NITW; Япония) и университета Шиманя (Япония) представили самый крупный геном цефалопода, секвенированный на сегодняшний день. Их анализ, опубликованный в iScience, показывает, что вампир кальмар сохранил части древней хромосомной архитектуры, похожей на кальмаров, тем самым раскрывая, что современные осьминоги произошли от предков, похожих на кальмаров.

Вампир кальмар (Vampyroteuthis sp.)

Вампир кальмар — одно из самых загадочных животных глубоководья. Своим тёмным телом, большими глазами, которые могут казаться красными или синими, и плащеподобной перепонкой между щупальцами он заслужил своё драматическое название — хотя он и не сосёт кровь, а мирно питается органическим детритом.

Интересно, что на японском языке вампир кальмар называется «kōmori-dako», что означает «летучий кальмар», — говорит один из трёх ведущих научных руководителей этого проекта, Маса-аки Ёсида из университета Шиманя. Однако за его внешним видом скрывается ещё более глубокая тайна: несмотря на то, что он классифицируется как осьминог, он также имеет общие черты со кальмарами и каракатицами.

Международная команда исследователей

Чтобы разобраться в этом парадоксе, международная команда под руководством Олега Симакова из Венского университета вместе с Давином Сетаимаргой (NITW) и Маса-аки Ёсидой (университет Шиманя) расшифровала геном вампира кальмара.

Путем секвенирования генома Vampyroteuthis sp. исследователи реконструировали ключевую главу в эволюции цефалоподов. Современные цефалоподы (колеоиды) — включая кальмаров, осьминогов и каракатиц — разделились более 300 миллионов лет назад на две основные линии: десятируких декаподоморфов (кальмары и каракатицы) и восьмируких октоподоморфов (осьминоги и вампир кальмар).

Геном вампира кальмара

Несмотря на своё название, у вампира кальмара восемь щупалец, как у осьминога, но он имеет общие ключевые геномные черты с кальмарами и каракатицами. Он занимает промежуточное положение между этими двумя линиями — связь, которая впервые выявлена в его геноме на хромосомном уровне. Хотя он принадлежит к линии осьминогов, он сохраняет элементы более древней, похожей на кальмаров хромосомной организации, что даёт новое представление о ранней эволюции цефалоподов.

Геном вампира кальмара, насчитывающий более 11 миллиардов пар оснований, примерно в четыре раза больше, чем геном человека, — самый крупный геном цефалопода, когда-либо анализировавшийся. Несмотря на такой размер, его хромосомы демонстрируют удивительно консервативную структуру. Из-за этого вампира кальмара считают «геномным живым ископаемым» — современным представителем древней линии, которая сохраняет ключевые особенности своего эволюционного прошлого.

Команда обнаружила, что вампир кальмар сохранил части декаподоморфного кариотипа, в то время как современные осьминоги претерпели обширные хромосомные слияния и перестройки в ходе эволюции. Эта консервативная геномная архитектура даёт новые ключи к пониманию того, как разошлись линии цефалоподов.

«Вампир кальмар находится прямо на границе между осьминогами и кальмарами», — говорит старший автор Олег Симаков из отдела нейронаук и биологии развития Венского университета. «Его геном раскрывает глубокие эволюционные тайны о том, как могли возникнуть две поразительно разные линии от общего предка».

Сравнивая вампира кальмара с другими секвенированными видами, включая пелагического осьминога Argonauta hians, исследователи смогли проследить направление хромосомных изменений в ходе эволюции. Геномная последовательность Argonauta hians («бумажный наутилус»), «странного» пелагического осьминога, самки которого вторично приобрели кальцинированную структуру, похожую на раковину, также была впервые представлена в этом исследовании.

Анализ показывает, что у ранних колеоидов была хромосомная организация, похожая на кальмаров, которая позже слилась и уплотнилась в современный геном осьминога — процесс, известный как слияние с перемешиванием. Эти необратимые перестройки, вероятно, привели к ключевым морфологическим инновациям, таким как специализация щупалец и потеря внешних раковин.

«Хотя он классифицируется как осьминог, вампир кальмар сохраняет генетическое наследие, которое предшествует обеим линиям», — добавляет второй автор Эмез Тот из Венского университета. «Это даёт нам прямой взгляд на самые ранние стадии эволюции цефалоподов».

Исследование предоставляет самые чёткие генетические доказательства того, что общий предок осьминогов и кальмаров был больше похож на кальмара, чем считалось ранее. Оно подчёркивает, что крупномасштабная хромосомная реорганизация, а не появление новых генов, была основным движущим фактором замечательного разнообразия современных цефалоподов.

Предоставлено:
[Венский университет](https://phys.org/partners/university-of-vienna/)

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте