تمكن العلماء من تسلسل أكبر جينوم حيواني معروف، وهو أكبر من الجينوم البشري بـ30 مرة.
ينتمي الجينوم إلى سمكة الرئة في أمريكا الجنوبية (مفارقة ليبيدوسيرين، بدائي، يتنفس الهواء سمكة “تقفز” الأسماك من الماء إلى الأرض باستخدام زعانف غريبة تشبه الأطراف. وقد وجد الباحثون أن شفرة الحمض النووي للأسماك توسعت بشكل كبير على مدار المائة مليون عام الماضية من تاريخ التطور، لتتراكم ما يعادل جينومًا بشريًا واحدًا كل عشرة ملايين عام.
وقد تساعد هذه النتائج في إلقاء الضوء على كيفية توسع الجينومات عبر شجرة الحياة.
يُطلق على الأسماك الرئوية أحيانًا اسم “الحفريات الحية” لأنها كانت موجودة منذ مئات الملايين من السنين. ويُعتقد أنها الأنواع الأكثر ارتباطًا بالرباعيات الأرجل الأولى، السلف لجميع الفقاريات. من المرجح أن هذه الأسلاف نبتت لها أطراف وزحفت على الأرض منذ حوالي 370 مليون سنة خلال العصر الديفوني (منذ 419 مليون إلى 359 مليون سنة)، ذكرت العلوم.
في السابق، قام العلماء بتسلسل جينومات أنواع أخرى من أسماك الرئة، بما في ذلك أسماك الرئة الأسترالية (نيوسيراتودوس فورستيري). التالي في القائمة كان سمك الرئة الأفريقي (بروتوبتيروس أنيكتينس) و (ل. بارادوكسا)، الذي يبلغ حجم جينومه ضعف حجم أقاربه الذين يتنفسون الهواء من قارات أخرى.
وقد وصف الفريق جينوم سمكة الرئة في أمريكا الجنوبية في 14 أغسطس في مجلة طبيعةاتضح أن هذه الأسماك التي تتنفس الهواء تحمل ما يصل إلى 91 مليار زوج قاعدي، أو حرف، من الحمض النووي في جينوماتها.
وهذا يكفي من الحروف لملء 100 ألف كتاب. ومع ذلك، فإن 20 ألف جين فقط هي التي تشفر البروتينات، وهذا يعني أن الباقي قد يكون في الغالب مجرد خردة، كما وجدت الدراسة. وأكثر من 90% من المادة الوراثية تتكون من العناصر القابلة للنقل (TEs)، أو الجينات “القافزة” عالية التكرار والتي تم نسخها من أماكن أخرى في الجينوم.
وقد حدد العلماء أيضًا السبب لقد توسعت جينومات الأسماك الرئوية بشكل كبير على مدى المائة مليون سنة الماضية. وتبين أن الأسماك الرئوية في أمريكا الجنوبية لديها جينات رئيسية تعمل على قمع التأثيرات المضادة للفيروسات، والتي ربما ورثتها الكائنات الحية من الفيروسات منذ فترة طويلة.
إن حمل الكثير من الأمتعة الجينية يمكن أن يكون مشكلة.
“لا بد أن يكون هذا تكلفة باهظة على الحيوان” أكسل ماير، عالم أحياء تطورية في جامعة كونستانس، قال لمجلة العلوم“إن جميع كروموسومات هذه السمكة الرئوية، باستثناء واحد فقط، تعادل حجم الجينوم البشري بأكمله، لذا فإن نسخ هذا الحمض النووي يتطلب قدرًا كبيرًا من الطاقة. ولابد أن تكون النواة والخلية التي تغلفها أكبر حجمًا.”
ومن ناحية أخرى، يمكن أن يكون الحمض النووي الإضافي مفيدًا عندما تحتاج الحيوانات إلى التكيف مع البيئات المتغيرة، كما قال ماير. وذلك لأن العناصر الوراثية يمكنها زيادة أو تقليل التعبير عن الجينات، مما يسمح بالتكيف بشكل أسرع.
في حين أن سمكة الرئة قد تحمل الرقم القياسي لأكبر جينوم حيواني معروف، إلا أنها لا تحتوي على أكبر جينوم على الإطلاق. هذا الشرف يعود إلى سرخس غريب يحتوي على 160 مليار حرف في جينومه – أكثر من 50 مرة من الحروف الموجودة في الخلايا البشرية.
وقد لا تظل سمكة الرئة هذه حاملة الرقم القياسي لأكبر جينوم حيواني لفترة طويلة. سمكة الرئة الرخامية (بروتوبتيروس إثيوبيكوس) قد يكون لديه جينوم أكبر بنسبة 50٪ من هذا، كلاوس بيتر ستيلزروقال عالم الأحياء التطوري بجامعة إنسبروك في النمسا والذي لم يشارك في الدراسة لمجلة ساينس: “بالطبع، سوف يحتاج هذا النوع إلى تسلسل جينومه قبل تأكيد ذلك”.
. “محلل حائز على جوائز. محب للموسيقى. منشئ. هواة Twitter. مستكشف ودود. محب للتواصل ودود.”