Sama ada ia terbang, berjalan atau berenang, hampir mana-mana haiwan tertentu mempunyai badan yang terbuat dari imej cermin, dengan sebelah kiri mencerminkan hak. Tetapi simetri ini sebahagian besarnya berjalan dalam kulit. Di dalam manusia, misalnya, jantung duduk di sebelah kiri sementara hati melengkung ke kanan.
Kandungan Terkait
- Apa Extroverts dan Introverts Boleh Belajar Daripada Siput
- Cahaya UV Mendedahkan Warna-warna Kerang Fosil
- New Snail Deep-Sea Adakah Rockers Punk Sendiri Nature
Untuk abad yang lalu, saintis telah mencari kod genetik yang menimbulkan asimetri dalaman di dalam kerajaan haiwan, untuk menghasilkan gambaran yang lebih lengkap tentang bagaimana semua makhluk berkembang. Gen ini mungkin dapat dikesan semula berbilion tahun kepada nenek moyang yang sama universal yang terakhir. Sekarang pasukan antarabangsa fikir mereka telah menemuinya-atau sekurang-kurangnya, sebahagian daripadanya, terima kasih kepada siput tambak yang sederhana.
Tidak seperti kebanyakan binatang, siput membawa asimetri mereka di belakang mereka dalam bentuk keriting kulit mereka. Untuk mengatasinya, siput tidak semestinya selalu berjalan dengan cara yang sama-paling curl ke kanan, tetapi yang lain dapat curl ke kiri.
Dalam satu kajian yang diterbitkan minggu ini dalam jurnal Biologi Semasa , para saintis melaporkan bahawa gen formin dapat mengawal sama ada embrio siput mula mengembangkan cengkerang kiri atau kanan. Dengan membuat satu perubahan dalam berbilion-bilion huruf molekul yang membentuk genom siput, para penyelidik boleh menukar pengikat kanan ke kiri.
"Anda boleh menyamakan mencari gen untuk mencari jarum dalam rumput kering, " kata penulis utama Angus Davison, dari University of Nottingham.
Davison dan rakannya memetakan genom lebih daripada 3, 000 ekor raksasa tambak, atau Lymnaea stagnalis, dan mencari perbezaan antara moluska kiri dan kanan. Mereka mula-mula mengecil di mana gen minat mungkin bersembunyi dan kemudian mula mengimbas untuk perbezaan utama dalam seberapa baik gen melakukan pekerjaan mereka, alias membina protein yang mengawal biologi haiwan.
Walaupun tugas yang monumental, Davison mengatakan bahawa mereka terperangkap. Pasukan itu mendapati satu mutasi dalam satu gen yang mematikan pengeluaran protein dalam versi pecahan jarinya.
Walaupun cengkerang siput kolam biasanya curl mengikut arah jam, mereka juga boleh menggulung cara bertentangan-dengan beberapa kesan yang menarik. Untuk satu, pasangan dengan rakan tangan kanannya hampir tidak mungkin. (Fotografi oleh Esther de Roij dan Gary McDowell, komposisi digital oleh Jeremy Guay, Peregrine Creative) "Kami benar-benar bernasib baik, kerana ternyata mutasi mengetuk fungsi gen, " jelasnya. Ini tidak selalu berlaku. Walaupun gen yang bermutasi terdengar buruk, kebanyakan perubahan semula jadi dalam genom ini tidak mempunyai banyak kesan pada tuan rumah mereka. Walau bagaimanapun, dalam kes ini, perubahan kecil dalam gen dalam soalan-formin-menghalangnya daripada membina protein.
Para saintis kemudian cuba mengubah cara-cara siput bayi berkembang dengan merawat embrio bekicot dengan ubat anti-formin. Seperti yang dijangkakan, ubat itu menyebabkan siput yang biasanya curl mengikut arah jam untuk memutar cara bertentangan.
Tiada siput yang terbalik terselamat daripada rawatan. Alasan yang tepat untuk ini masih belum diketahui, kerana beberapa siput secara semula jadi wujud dengan curl berlawanan arah lawan. Tetapi "sangat sukar untuk mengubah asimetri tanpa mengubah fungsi penting lain, " kata Davison. Dan formin adalah gen yang sebelum ini dijumpai untuk membantu membina perancah selular dalam semua haiwan, jadi perubahan kepada gen itu boleh membawa kesan-kesan maut untuk sel-sel.
Ingin tahu sama ada gen ini penting untuk asimetri dalam organisma lain, pasukan merawat embrio katak dengan ubat anti-formin yang sama, dan mereka mendapat keputusan yang sama-beberapa katak membesar hati pada bahagian "salah" badan mereka. Ini menunjukkan bahawa asimetri yang bersembunyi di dalam spesies banyak juga boleh dikawal, sekurang-kurangnya sebahagiannya, oleh protein formin.
Kajian ini menampung lebih daripada satu abad tentang tipu muslihat mengelilingi kerang siput.
Ahli patologi Arthur Edwin Boycott dan kawannya, naturalis amatir, Kapten C. Diver, menerbitkan penemuan kawalan genetik untuk memutar cengkerang bekicot pada tahun 1923, berdasarkan kerja pembiakan siput di dalam balang kaca. Tetapi tidak seperti gen yang diwarisi untuk warna mata manusia, bekicot cengkung yang betul tidak semestinya membawa gen formin yang curam.
Ia mengambil masa hampir 60 tahun selepas itu untuk para saintis memikirkan cara kerja ini. Ternyata kerongkong siput dikawal oleh beberapa bahan yang ibu siput-istilah yang longgar digunakan, kerana siput adalah hermafrodit-termasuk dalam jeroan telur, atau sitoplasma. Bahan ini mengubah bayi yang sedang berkembang, mempengaruhi arah curlnya.
"Itu 34 tahun yang lalu, " kata ahli biologi Richard Palmer, yang tidak terlibat dalam kajian itu, "dan mereka telah cuba menentukan apa yang [benda itu] sejak itu."
Masukkan Davison dan rakan-rakannya. Menggunakan teknik makmal moden, pasukan bukan sahaja mengenal pasti gen, tetapi mereka juga menentukan bahawa asimetri subkeluler kecil dapat dikesan apabila embrio hanya dua sel yang besar. Hasilnya menunjukkan "ada beberapa sistem sejagat yang mengawal asimetri pada tahap makro, " kata Palmer.
Selepas mulanya pendengaran penemuan itu, sambutan satu perkataannya menyimpulkan usaha panjang: "Akhirnya."
Tetapi kes itu belum ditutup sepenuhnya. Kawalan gen pada gegelung tidak berlaku untuk semua siput tanah, dan ada persoalan mengapa kenapa siput, tidak seperti manusia, tidak semua menunjukkan pilihan asymmetrik yang sama dan secara konsisten menggulung ke arah yang sama, kata Palmer.
Formin mungkin hanya satu dalam satu set gen yang mengawal simetri di kalangan haiwan, kata Davison. Tetapi sekarang bahawa mereka akhirnya mempunyai gen ini dalam pemandangan mereka, pasukan berharap keriting kecil ini akan membantu mereka membongkar mengapa kita semua adalah sedikit luar dalam.
Para saintis terkejut mendapati bahawa tidak seperti siput kolam, perubahan kepada gen formin tampaknya tidak mengawal arah kerongkong tanah Jepun ini. (Esther de Roij)
