Vědci zveřejnili první kompletní mapu genomu ptakopyska, který je ještě podivnější, než by se dalo čekat od stvoření s 10 pohlavními chromozomy, párem jedových ostruh, fluoreskující srstí a pokožkou, která „potí“ mléko.

Ptakopysk je řazen mezi nejpodivnější tvory na Zemi. Spolu s ježurou patří k vysoce specializované skupině savců, která klade vajíčka a zároveň svá mláďata kojí. Geny obou zvířat jsou relativně primitivní a evolučně nezměněné, díky čemuž lze rozpoznat, že obsahují směsici genů typických pro ptáky, plazy i savce.

Stejná skupina, tolik odlišností

Vědci si myslí, že rozluštění genetické informace ptakopyska by mohlo být vodítkem k pochopení lidské evoluce a také toho, jak živočichové přešli od snášení vajíček k porodu živého plodu. „Celý genom nám poskytl odpovědi na to, co přesně způsobuje bizarní rysy ptakopysků,“ vysvětluje evoluční biolog Guojie Zhang z univerzity v Kodani. Už v předchozích letech se podařilo sekvenovat geny ptakopysčí samice, ale bez sekvencí chromozomu Y typického pro samce stále chybělo mnoho důležitých informací.Teprve díky genomu samce vědci mohli vytvořit mapu k pochopení genetické informace ptakopysků.

Savci se dělí na dvě hlavní skupiny – vejcorodí a živorodí. Mezi vejcorodé savce patří právě ptakopysk nebo ježura. Živorodí savci se dále dělí na další dvě hlavní skupiny, což jsou vačnatí a placentálové (mezi které patří mimo jiné například člověk). Pro vědce je zajímavé, jak moc jsou vejcorodí od živorodých odlišní i přes to, že patří do stejné třídy savci. Stále jim není jasné, kdy a proč se tyto skupiny začaly vyvíjet odlišným směrem.

Různé směry evoluce

Někteří vědci si myslí, že se vejcorodí oddělili jako první, přičemž vačnatci a placentálové je poté následovali. Jiní si myslí, že se všechny tři skupiny rozcházely zhruba ve stejnou dobu. Genom ptakopyska nyní pomohl vyjasnit některé skutečnosti. Údaje shromážděné z linií ježurovitých a od ptakopyska naznačují, že jejich poslední společný předek žil před 57 miliony lety.

Autoři se pak zvláště zajímali o pohlavní chromozomy zvířete. Ptakopysk je jediným známým tvorem s 10 pohlavními chromozomy (ježury jich mají devět). Ptakopysk má 5 chromozomů X a 5 chromozomů Y uspořádané v prstenci, který se během vývoje, zdá se, rozpadl na kousky. Při srovnání těchto informací o chromozomech s lidmi, vačicemi, tasmánskými ďábly, kuřaty a ještěrkami, autoři zjistili, že pohlavní chromozomy ptakopysků se nejvíce podobají těm ptačím.

Podivné mléko ptakopyska

Zatímco ptakopysk snáší vajíčka jako pták, své mladé krmí mlékem jako placentálové. Není proto velkým překvapením, že jeho genom obsahuje geny kódující mléčné proteiny. Oproti jiným savcům jich má dokonce mnohem víc, z čeho vyplývá, že jejich mléko není vůbec podobné tomu, které známe například od krávy. Naopak genů pro vytvoření vejce má ptakopysk překvapivě málo. Podle vědců je to právě proto, že ptakopysk nepotřebuje tolik investovat do vývinu plodu ve vajíčku, protože ho může ještě následně vyživovat mlékem. Ptakopysk je ztratil pravděpodobně před 130 miliony let.

 

Žádné zuby a jedové ostruhy

Například slepice dnes mají všechny tři geny kódující vaječné bílkoviny, lidé již nemají žádné a ptakopyskovi zbývá pouze jedna plně funkční kopie. Ptakopysk se tak pro vědce stává jakýmsi mostem k naší vlastní evoluční minulosti. „Informuje nás, že produkce mléka u všech existujících druhů savců byla vyvinuta prostřednictvím stejné sady genů odvozených od společného předka, který žil před více než 170 miliony let – vedle raných dinosaurů v jurském období,“ říká Zhang.

Celý genom také odhalil ztrátu čtyř genů spojených s vývojem zubů, které pravděpodobně zmizely zhruba před 120 miliony let. K jídlu ptakopysk nyní používá pár rohovitých destiček k rozmělnění potravy. Jedovaté ostruhy na zadních nohách lze vysvětlit obrannými geny tvora, které jsou spojeny s imunitním systémem. Zdá se, že také v jedu vznikají jedinečné proteiny. Autoři říkají, že rozluštění genomu umožní další nahlédnutí do biologie i evoluce těchto mimořádných savců.

Zdroj: Sciencealert