Cumartesi, Mart 2, 2024
Ana Sayfa Fosiller ve Kalıntılar Deniz yıldızının kafası nerede? Belki hemen hemen her yerde

Deniz yıldızının kafası nerede? Belki hemen hemen her yerde

Deniz yıldızının kafası nerede?  Belki hemen hemen her yerde
Deniz yıldızının kafası nerede? Belki hemen hemen her yerde

Bir denizyıldızına şapka takarsan onu nereye koyarsın? Deniz yıldızının ortasında mı? Veya bir kolun ucunda ve eğer öyleyse hangisi? Soru saçma ama zooloji ve gelişimsel biyoloji alanlarında, biyolojiye giriş derslerinde deneyimli bilim adamlarının ve okul çocuklarının kafasını karıştıran ciddi sorulara değiniyor.

Şimdi, denizyıldızlarının vücut bölgelerinin haritasını çıkarmak için genetik ve moleküler araçlar kullanan yeni bir Stanford çalışması – gen ifadelerinin 3 boyutlu bir atlasını oluşturarak – bu uzun süredir devam eden gizemi yanıtlamaya yardımcı oluyor.

Araştırmacılar, denizyıldızının “başının” tek bir yerde olmadığını buldu. Bunun yerine, baş benzeri bölgeler, bir kısmı deniz yıldızının merkezinde, bir kısmı da yıldızın merkezinde olacak şekilde dağılmıştır.

Stanford Beşeri Bilimler ve Bilim Okulu’ndan Christopher Lowe ve Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nden Daniel S. Rokhsar’ın laboratuvarlarında doktora sonrası araştırmacı ve baş yazar olan Laurent Formery, “Cevap beklediğimizden çok daha karmaşık” dedi. “Bu çok tuhaf ve büyük olasılıkla grubun evrimi bundan daha da karmaşıktı.”

Deniz yıldızı (deniz yıldızları), derisi dikenliler adı verilen bir hayvan grubuna aittir. Derisi dikenliler ve insanlar yakın akrabadır ancak deniz yıldızlarının yaşam döngüsü ve anatomisi bizimkinden çok farklıdır.

Deniz yıldızları hayata, serbest yüzen bir larvaya dönüşen döllenmiş yumurtalar olarak başlar. Larvalar, bir tür sihir numarası yapmak için okyanus tabanına yerleşmeden önce haftalar veya aylar boyunca plankton formunda okyanusta sallanırlar; iki taraflı (orta hat boyunca simetrik) bir vücut planından beş köşeli yıldıza sahip bir yetişkine dönüşürler. şekline pentaradyal vücut planı denir.

Aynı zamanda Hopkins Deniz İstasyonu’nda araştırmacı ve 1 Kasım’da yayınlanan makalenin kıdemli yazarı Lowe, “Bu yüzyıllardır zoolojik bir gizem olmuştur” dedi. Doğa. “İkili bir vücut planından beşli bir plana nasıl geçebilirsiniz ve nasıl karşılaştırabilirsiniz? herhangi denizyıldızının bir parçası kendi vücut planımıza mı bağlı?”

Yıldızları haritalamak

Bunun gibi bulmacalar için araştırmacılar, ilgilenilen özelliği ortaya çıkaran evrimsel olaylar hakkında ipuçları toplamak amacıyla ilgili hayvan gruplarındaki benzer yapıları belirlemek amacıyla sıklıkla karşılaştırmalı çalışmalar yürütürler.

Lowe, “Denizyıldızıyla ilgili sorun, denizyıldızında anatomik olarak omurgalılarla ilişkilendirilebilecek hiçbir şeyin olmamasıdır” dedi. “Orada hiçbir şey yok.”

En azından denizyıldızının dışında hiçbir şey yok. Genetik ve moleküler tekniklerin devreye girdiği yer burasıdır

Lisansüstü araştırması sırasında Formery, deniz kestanelerinin (deniz yıldızları gibi derisi dikenlilerin) erken gelişimini inceledi; bu canlılar, hayatlarına iki taraflı larva olarak başlayıp, beş kat simetriyle yetişkinlere dönüşüyor. Formery, Lowe’un laboratuvarına katıldığında, Formery’nin ekinoderm gelişimi hakkındaki bilgisi, Lowe’un moleküler biyoloji tekniklerindeki uzmanlığıyla birleşerek deniz yıldızlarının şaşırtıcı vücut planının gizemini çözmeye yardımcı oldu.

Ekip, her hücreye hangi vücut bölgesine ait olduğunu “söyleyerek” bir organizmanın vücut planı için plan görevi gören, iyi çalışılmış bir grup moleküler belirteç (Hox genleri bir örnektir) kullandı.

Lowe, “Bir hayvanın derisini soyarsanız ve kafa ile kuyruğun tanımlanmasında rol oynayan genlere bakarsanız, tüm hayvan gruplarında bu vücut bölgelerini aynı genlerin kodladığını görürsünüz” dedi. “Dolayısıyla anatomiyi göz ardı ettik ve şunu sorduk: Tüm bu tuhaf anatominin altında gizli bir moleküler eksen var mı ve denizyıldızının beşli vücut planını oluşturmasındaki rolü nedir?”

Bu soruyu araştırmak için araştırmacılar, genlerin dokuda nerede ifade edildiğini belirleyen bir teknik olan RNA tomografisini kullandılar. yerinde hibridizasyon, bir hücredeki belirli bir RNA dizisine odaklanan bir teknik.

Formery, “Önce deniz yıldızı kollarını uçtan ortaya, yukarıdan aşağıya ve soldan sağa ince dilimlere ayırdık” dedi ve deniz yıldızlarının eksik uzuvları yeniden oluşturduğunu kaydetti. “Her dilimde hangi genlerin ifade edildiğini belirlemek için RNA tomografisini kullandık ve ardından bilgisayar modellerini kullanarak dilimleri ‘yeniden birleştirdik’. Bu bize gen ifadesinin 3 boyutlu bir haritasını verdi.”

“İkinci yöntemde yerinde Formery, “hibridizasyon zincir reaksiyonunun ardından deniz yıldızı dokusunu boyadık ve bir genin nerede ifade edildiğini görmek için örnekleri görsel olarak inceledik” dedi. Bu, araştırmacıların hücrelerin en dış katmanındaki ön-arka (baştan kuyruğa) vücut desenlerini incelemesine olanak sağladı.

“Bu, son dönemdeki büyük teknik gelişme sayesinde mümkün oldu. yerinde olarak bilinen hibridizasyon yerinde Formery, hibridizasyon zincir reaksiyonunun olduğunu söyledi. “Bu yeni yöntem, genin nerede ifade edildiğinin daha iyi çözümlenmesini sağlıyor.”

Araştırma, deniz yıldızlarının her bir “kolun” merkezinde başa benzer bir bölgeye ve çevre boyunca da kuyruğa benzer bir bölgeye sahip olduğunu ortaya çıkardı. Beklenmedik bir değişiklikle, deniz yıldızı ektoderminin hiçbir kısmı bir “gövde” genetik modelleme programını ifade etmiyor, bu da deniz yıldızlarının çoğunlukla kafaya benzediğini gösteriyor.

Gerçekten çok çeşitli biyolojik çeşitliliğin madenciliği

Araştırmacılar, araştırmaların genellikle bize benzeyen hayvan gruplarına odaklandığını açıkladı. Ancak tanıdık olana odaklanırsak yeni bir şey öğrenme olasılığımız azalır.

Lowe, “Bu gezegende yaşayan 34 farklı hayvan filumu var ve yaklaşık 600 milyon yıldan fazla bir süre içinde bunların hepsi aynı temel biyolojik sorunlara farklı çözümler buldu.” dedi. “Hayvanların çoğunun muhteşem sinir sistemleri yok ve av peşinde koşuyorlar; bunlar okyanustaki yuvalarda yaşayan mütevazı hayvanlar. İnsanlar genellikle bu hayvanlara ilgi duymuyorlar ama yine de muhtemelen yaşamın ne kadarının başladığını temsil ediyorlar. ”

Bu çalışma, genetik ve moleküler teknikleri kullanan karşılaştırmalı bir yaklaşımın, farklı hayvanların neden böyle göründüklerine ve vücut planlarının nasıl geliştiğine dair içgörü sağlamak amacıyla biyoçeşitliliği araştırmak için nasıl kullanılabileceğini gösteriyor.

Formery, “En son moleküler makalelerde bile evrim ağacında derisi dikenlilerin yakınında bir soru işareti var çünkü onlar hakkında fazla bir şey bilmiyoruz” dedi. “En azından moleküler düzeyde, yapbozun artık ağaca yerleştirilebilecek yeni bir parçasına sahip olduğumuzu göstermek güzeldi.”

Formery, Lowe ve Rokhsar aynı zamanda Chan Zuckerberg BioHub’da araştırmacılardır. Rokhsar aynı zamanda Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nde araştırmacıdır. Diğer Stanford ortak yazarları ise Hopkins Marine İstasyonu’ndan Ian Kohnle, Judith Malnick ve Kevin Uhlinger’dir. Ek yazarlar Menlo Park, Kaliforniya’daki Pacific Biosciences ve Gresham, Oregon’daki Columbia Equine Hastanesi’ndendir.

Bu araştırma NASA, Ulusal Bilim Vakfı ve Chan Zuckerberg BioHub tarafından finanse edildi.

BENZER KONULAR

İbranice dua kitabı İtalyan deprem tarihindeki boşluğu dolduruyor

15 harfle yazılmış bir notun şans eseri keşfi İbranice dua kitabı, tarihi İtalyan deprem kayıtlarındaki önemli bir boşluğu dolduruyor ve orta Apeninler'deki Marche bölgesini...

Uzun vadeli kertenkele araştırması evrimsel biyolojinin kurallarına meydan okuyor

Charles Darwin, evrimin sürekli olarak gerçekleştiğini ve hayvanların hayatta kalmak için uyum sağlamasına neden olduğunu söyledi. Ancak çağdaşlarının çoğu aynı fikirde değildi. Eğer evrim her...

Plaka tektoniği sürprizi: Jeolog beklenmedik bir şekilde kayıp bir mega plakanın kalıntılarını buluyor

Utrecht Üniversitesi jeologu Suzanna van de Lagemaat, bir zamanlar Pasifik Okyanusu'nun dörtte biri büyüklüğünde olan devasa ve daha önce bilinmeyen bir tektonik plakayı yeniden...
- Advertisment -

Son Eklenenler

X-Işını Astronomisinde Paradigma Değişimi

- Advertisement - 9 Ocak 2024’te fırlatılan Einstein Sondası, ESA ve MPE’nin katkılarıyla Çin Bilimler Akademisi liderliğindeki bir ortak girişimdir. Amacı, kozmik olaylardan kaynaklanan X-ışını...

Gücün Sınırlarına Meydan Okuyan Lazer Yapımı Metaller

- Advertisement - Lazer bazlı katmanlı üretim yoluyla üretilen yenilikçi yüksek entropili alaşımlar, endüstriyel uygulamalar için benzeri görülmemiş bir güç ve esneklik sunar. Gelişmiş tekniklerle...

Hücresel atık yönetimi ve yaşlanmada otofaji genlerinin yeni rolleri

Yaşla birlikte azalan otofaji, araştırmacıların daha önce şüphelendiğinden daha fazla gizemi barındırıyor olabilir. Buck Enstitüsü, Sanford Burnham Prebys ve Rutgers Üniversitesi'nden bilim adamlarının, yanlış...

Antibiyotik Direnci Araştırmalarında Oyunun Kurallarını Değiştirecek Bir Şey

Antibiyotiğe dirençli bakterilerle mücadeledeki potansiyeli nedeniyle incelenen bir bakteriyofaj olan φX174, alternatif antibiyotiklerin geliştirilmesine yönelik yeni bilgiler sunuyor. yaşında COVID-19kelime "virüs” bulaşma, hastalık ve hatta...