Tardigrades adalah haiwan yang berkembang pesat. Juga dikenali sebagai beruang air atau babi lumut, akuatik, invertebrata mikroskopik boleh bertahan dalam suhu beku dan mendidih serta keadaan luar angkasa yang keras. Tardigrade kering boleh dikira semula hanya dengan menambah air-walaupun beberapa dekad kemudian. Mereka ditemui di setiap benua termasuk Antartika, dan mereka hidup dalam persekitaran yang terdiri dari parit laut yang paling dalam ke padang pasir terpanas ke puncak Himalaya.
Kandungan Terkait
- Kromosom Seks Manusia Adakah Swappers DNA yang Keras
- Bagaimana Waterbear Kecil Bertahan di Ruang Luar?
Kini para saintis telah mendapati bahawa tardigrade mempunyai satu lagi tuntutan melampau untuk kemasyhuran: Genom mereka mengandungi DNA yang paling asing dari mana-mana spesies haiwan yang diketahui.
Daripada mewarisi semua gen mereka dari nenek moyang mereka, tardigrades mendapat satu keenam dari genetik genetik mereka daripada tumbuhan, bakteria, kulat dan arkeans yang tidak berkaitan, penyelidik melaporkan hari ini di PNAS . Mashup pelik menyoroti fakta bahawa spesies boleh berbentuk dalam cara yang kurang linear yang biasa dibayangkan.
"Apabila kebanyakan orang memikirkan kepelbagaian kehidupan dan aliran maklumat genetik, mereka memaparkan pokok dengan cawangan besar yang menjana lebih kecil, tetapi tanpa sebarang hubungan antara anggota badan, " kata pemimpin kajian Thomas Boothby, seorang penyelidik Yayasan Penyelidikan Sains Hayat Universiti North Carolina, Chapel Hill. "Kami mula sedar bahawa bukan pokok kehidupan, mungkin lebih tepat untuk memikirkan web kehidupan."
Boothby bertukar kepada genom tardigrade dengan harapan dapat mengungkap strategi asas survival ekstrem yang paling mendasar. Untuk mengkatalogkan setiap gen, dia dan rakan-rakannya mula-mula mengekstrak dan mengurai banyak DNA pendek dari ribuan tardigrade. Menggunakan program komputer, mereka menjahit urutan tersebut bersama-sama untuk menghasilkan kod keseluruhannya.
"Apabila kita berbuat demikian, pada mulanya kita melihat bahawa terdapat banyak gen yang kelihatan seperti mereka tidak berasal dari haiwan, " kata Boothby. "Reaksi usus kami adalah bahawa kami merosakkan sesuatu dan mesti mencemarkan sampel kami."
Untuk menyemak semula, pasukan itu beralih kepada tindak balas rantai polimerase, satu kaedah yang menguatkan kawasan sasaran bahan genetik hanya jika mereka sepadan dengan primer tertentu. Dalam kes ini, mereka ingin melihat sama ada mereka dapat mengukuhkan gen haiwan dan bakteria sebagai unit tunggal, yang hanya akan mungkin jika mereka secara fizikal dihubungkan dalam genom yang sama. "Kami melakukannya lebih daripada 100 gen, dengan kejayaan 98 peratus, " kata Boothby.
Yakinkan pembacaan mereka tentang genom adalah betul, pasukan kemudian membina semula keturunan evolusi gen tertentu. Ini mengesahkan bahawa apa yang kelihatan seperti gen asing sebenarnya hanya itu, dan bukannya kelihatan seperti yang dikembangkan oleh tardigrades sendiri.
"Hasilnya memberitahu kami dengan jelas bahawa gen yang kelihatan asing benar-benar berasal dari bukan haiwan, " kata Boothby.
Semua memberitahu, gen tardigrade terbuat dari 17.5 peratus bahan asing. Kebanyakan gen aneh ini mempunyai asal-usul bakteria-beribu-ribu spesies diwakili dalam solek genetik tardigrade. Kebanyakan gen diketahui atau disyaki memainkan peranan dalam toleransi tekanan untuk pemilik asal mereka.
"Saya fikir penemuan itu sangat mengejutkan, " kata Andrew Roger, ahli biologi di Dalhousie University di Kanada. Bahawa seekor haiwan boleh mendapatkan sebahagian besar gen dari sumber asing adalah "luar biasa dan belum pernah terjadi sebelumnya."
Dalam sesetengah kes, gen asing sebenarnya telah menggantikan tardigrade, sementara di lain-lain, tardigrades menyimpan versi mereka sendiri tetapi memasukkan satu atau beberapa salinan dari satu atau beberapa spesies bakteria. "Kami membuat spekulasi bahawa ini bukan satu-satunya acara, tetapi mungkin berterusan dan mungkin masih berlaku hari ini, " kata Boothby.
Tardigrades mendapat sehingga 17.5 peratus daripada gen mereka daripada organisma yang tidak berkaitan. (STEVE GSCHMEISSNER / Perpustakaan Foto Sains / Corbis) Penyelidik telah mengetahui selama bertahun-tahun bahawa bakteria dan mikrob lain boleh terlibat dalam pemindahan gen mendatar-penukaran bahan genetik antara spesies yang tidak berkaitan. Tetapi baru-baru ini para saintis mula menyedari bahawa kaedah pembangunan genetik ini juga boleh berlaku pada haiwan.
Berbanding dengan tardigrade, genom haiwan lain, termasuk manusia, mengandungi bahan asing yang sangat kecil. Sehingga kini, rotifers-lain haiwan akuatik mikroskopik memegang rekod pada 8 hingga 9 peratus. Untuk tardigrade dan rotifers, dos berat gen asing mungkin memainkan peranan penting dalam memberikan mereka kemahiran hidup unggul.
"Jika mereka dapat memperoleh DNA dari organisma yang sudah hidup dalam persekitaran yang tertekan, mereka mungkin dapat mengambil beberapa helah yang sama, " kata Boothby. Tetapi dengan tepat bagaimana tardigrades berjaya menggabungkan bersama begitu banyak bahan genetik asing masih tidak diketahui.
Boothby dan rakan-rakannya mengesyaki bahawa keupayaan haiwan untuk mengeringkan dan menghidupkan semula mungkin memainkan peranan. Apabila tardigrades menjadi kering, serpihan genom mereka. Setelah cecair membaik pulih mereka, membran yang mengelilingi sel-sel mereka tetap bocor untuk seketika, dan sel-sel dengan cepat berfungsi untuk membaiki genom mereka sendiri, mereka mungkin tidak sengaja bekerja dalam beberapa DNA dari alam sekitar.
"Kertas ini mengesahkan kepentingan kajian keseluruhan genom, di sini digunakan untuk model haiwan yang luar biasa tetapi sangat menarik dan sering diabaikan, " kata Roberto Bertolani, seorang ahli zoologi evolusi di University of Modena dan Reggio Emilia di Itali.
"Satu titik yang menarik yang dibuat penulis adalah hubungan yang mungkin antara pemisahan, kebocoran membran dan kerosakan DNA yang boleh menjejaskan haiwan ini untuk menggabungkan dan mengintegrasikan banyak gen asing."
Buat masa ini itu hanya satu hipotesis, jadi Boothby merancang untuk menyiasat ini dan soalan lain yang berlarutan. Kerja-Nya dengan makhluk yang melampau ini juga boleh memberi manusia gambaran yang lebih baik untuk hidup: Mempelajari gen tardigrade mungkin satu hari bantuan pembangunan farmaseutikal dan vaksin yang tidak lagi perlu disimpan di atas ais dan sebaliknya boleh kering dan reanimated di tempat di klinik desa atau zon krisis.
