Невловимий кальмар-вампір з пекла, відомий науці як Vampyroteuthis infernalis, щойно відкрив вченим свою найбільшу таємницю. Дослідники розшифрували його геном, який виявився найбільшим серед усіх головоногих молюсків, що коли-небудь секвенувалися. Розмір генома становить понад 11 мільярдів пар основ, що більш ніж удвічі перевищує розміри найбільших геномів кальмарів.
Прихована в цій послідовності нуклеотидів інформація розповіла глибоку еволюційну історію. Попри те, що Vampyroteuthis infernalis не є справжнім кальмаром, він зберіг дивовижно схожу на кальмарову хромосомну архітектуру, яку колись поділяв спільний предок сучасних восьминогів та кальмарів.
Кальмар-вампір є унікальною гілкою на родинному дереві головоногих молюсків. Він не є ні кальмаром, ні восьминогом, ані тим більше вампіром, а радше останнім самотнім залишком стародавньої лінії, інші представники якої давно зникли. Багато хто вважає його живою викопною істотою, яка існує вже близько 183 мільйонів років, зберігаючи багато рис своїх предків, а також адаптації, необхідні для виживання як глибоководного падальника в темряві.
Залишкові сліди структур тіла та ознак, які кальмар-вампір поділяє з кальмарами, восьминогами та каракатицями, навели вчених на думку, що він може також зберігати генетичну інформацію про таємничі витоки цих захоплюючих створінь, до того як вони розійшлися близько 300 мільйонів років тому.
Олег Симаков, фахівець з геноміки з Віденського університету, зазначає: "Кальмар-вампір займає особливе місце на перетині між восьминогами та кальмарами. Його геном відкриває захоплюючі еволюційні загадки, які свідчать про те, як ці дві вражаюче різні групи могли виникнути з одного спільного предка".
Попри свою сором'язливу натуру та невловимість, кальмар-вампір мешкає в складних умовах на глибинах понад 600 метрів, які абсолютно не придатні для людей. Однак дослідникам вдалося отримати його зразок, випадково виловлений як прилов під час роботи дослідницького судна Tokai University T/V Hokuto в затоці Суруга.
Секвенувавши його ДНК, вчені були приголомшені розміром генома від 11 до 14 гігабаз. Для порівняння, геном довгоперого прибережного кальмара становить 4,4 гігабази, гавайського короткохвостого кальмара -- 4,9 гігабази, а попереднього рекордсмена серед головоногих молюсків, звичайної каракатиці -- 5,5 гігабази.
Одночасно геноми восьминогів є меншого розміру: геном каліфорнійського двоплямистого восьминога дорівнює 2,2 гігабази, тоді як геном східноазійського звичайного восьминога становить 2,6 гігабази, а звичайного восьминога - 2,7 гігабази. Це свідчить про те, що геном кальмара-вампіра в декілька разів перевищує геноми як кальмарів, так і восьминогів.
Цікаво зазначити, що величезні 62 відсотки генетичного коду утворюють повторювані елементи — сегменти ДНК, які повторюються багаторазово. Це призводить до збільшення розміру генома, не додаючи при цьому нових кодуючих послідовностей.
Дослідники здійснили порівняння геному кальмара-вампіра з уже секвенованими геномами інших представників класу головоногих молюсків, серед яких десятирукі кальмари, каракатиці, восьмирукі восьминоги, наутилуси та кілька інших видів молюсків. Вони також провели секвенування геному незвичайного мулистого аргонавта, самки якого мають зовнішній черепашковий покрив.
Ці аналізи продемонстрували, що, незважаючи на те, що кальмар-вампір має вісім щупалець і належить до групи восьминогоподібних, він зберіг фрагменти хромосомної організації своїх десятируких родичів. Водночас дослідження різних геномів восьминогів виявило, що на початкових етапах своєї еволюції восьминоги також мали хромосомну структуру, схожу на кальмарову.
З часом вона ущільнилася та злилася з восьминогоподібними хромосомними елементами, незворотній процес, відомий як злиття зі змішуванням, який міг допомогти стимулювати спеціалізовані адаптації восьминогів. Це свідчить про те, що восьминоги пройшли ранню стадію швидкого хромосомного змішування, тоді як хромосоми кальмарів-вампірів залишалися значною мірою незмінними, навіть коли їхні геноми роздувалися.
Ці відкриття позиціонують кальмара-вампіра як потенційний Розеттський камінь для інтерпретації та розуміння еволюції головоногих молюсків. Emese Tóth, геноміст з Віденського університету, зазначає: "Кальмар-вампір зберігає генетичну спадщину, яка передує обом лініям. Це дає нам безпосередній погляд на найраніші стадії еволюції головоногих".
Виявлення найбільшого генома серед головоногих молюсків не лише поглиблює наше розуміння генетичної різноманітності цих тварин, але й відкриває нові можливості для дослідження еволюційних шляхів і адаптацій різних груп головоногих до їхніх екологічних середовищ протягом мільйонів років розвитку.
#Архітектура #Генетика #Каліфорнія #Адаптація #Еволюція #Гаваї #Останній універсальний спільний предок #Східна Азія #Рис #Геном #ДНК #Восьминіг. #Головоногий молюск #Нуклеотид #Молюск #Основна пара #Хромосома #Каракатиця #Кальмар. #Послідовність нуклеїнової кислоти #Наутилус (рід) #Екологічна ніша
