Το «κέλυφος» των Αργοναυτών εξελίχθηκε ανεξάρτητα, σύμφωνα με τη μελέτη

Αργοναύτες με οκτώ χέρια, με τριανταφυλλιές ζουν κάτι που φαίνεται να είναι μια μυστηριώδης ζωή. Σε αντίθεση με άλλα χταπόδια, περνούν τις μέρες τους επιπλέοντας κοντά στην επιφάνεια των τροπικών νερών, λύνοντας τα χέρια τους για να κάνουν σεξ και κουλουριάζονται σε ένα γαλακτώδες λευκό κουτί. Και αυτό ακριβώς έχουμε παρατηρήσει στη φύση μέχρι τώρα. Όμως, μελετώντας τα γονιδιώματα των αργοναυτών, οι επιστήμονες ελπίζουν να αποκαλύψουν πολλά περισσότερα για αυτά τα αινιγματικά καλαμάρια.

Για τους επιστήμονες στην Ιαπωνία, το πιο πρόσφατο από τα μυστήρια των Αργοναυτών αφορά το «κέλυφος» του, το οποίο είναι στην πραγματικότητα μια αυτοκατασκευασμένη, λεπτή σαν χαρτί θήκη αυγών που περιβάλλει τα θηλυκά. Αυτό το θέμα – γι’ αυτό οι Αργοναύτες αναφέρονται συχνά ως χάρτινοι ναυτίλοι (παρά την ιδιότητά τους ως κεφαλόποδα) – έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για επιστήμονες και φιλοσόφους για χιλιάδες χρόνια, κέντρισε ακόμη και την περιέργεια του Αριστοτέλη.

Οι Αργοναύτες έχουν μακρινή σχέση με ένα καλαμάρι με σκληρό κέλυφος που ονομάζεται ναυτίλους, με αποτέλεσμα οι επιστήμονες να αναρωτιούνται εάν οι κοινές γενετικές πληροφορίες θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε παρόμοιο σχηματισμό κελύφους. Οι επιστήμονες γνώριζαν ήδη ότι ορισμένες πρωτεΐνες που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή κελυφών ναυτίλου δεν υπήρχαν σε περιπτώσεις αργοναυτών, πράγμα που σημαίνει ότι το «κέλυφος» των αργοναυτών δεν αποτελείται το ίδιο με αυτό του ναυτίλου. Αυτό που δεν ήξεραν ήταν αν οι αργοναύτες εξακολουθούν να έχουν τη γενετική πληροφορία που χρησιμοποιείται για την κατασκευή αυτών των κελυφών ναυτίλου στο γονιδίωμά τους.

Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε σήμερα στο Βιολογία και εξέλιξη του γονιδιώματοςμια ομάδα βιολόγων ανέλυσε την αλληλουχία γονιδιωμάτων από το είδος Αργοναύτες αργώ, ο μεγαλύτερος αργοναύτης, για να μάθετε την προέλευση των οστράκων των αργοναυτών. Σύμφωνα με τον Davin Setiamarga, μοριακό βιολόγο στο Εθνικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Κολεγίου Wakayama και επικεφαλής ερευνητή στο έργο του γονιδιώματος, αν και οι αργοναύτες έχουν τα γονίδια που χρειάζονται για να χτίσουν κελύφη όπως οι συγγενείς τους ναυτίλου, χρησιμοποιούν εντελώς διαφορετικά γονίδια για να φτιάξουν τις θήκες των ωαρίων τους.

Ήταν έκπληξη, λέει η Σετιαμάργκα. «Σκεφτήκαμε ότι υπάρχει πιθανότητα οι αργοναύτες να επανενεργοποίησαν μερικά από αυτά τα παλιά γονίδια για να σχηματίσουν το κέλυφος του μαλακίου», λέει. “Αλλά διαπιστώσαμε ότι στην πραγματικότητα δεν είναι έτσι. Χρησιμοποιούν διαφορετικό σύνολο γονιδίων.”

[Related: Slap another cephalopod on the vampire squid’s family tree]

Οι ερευνητές εξέτασαν γενετικές πληροφορίες σε κύτταρα αργοναυτών για να προσδιορίσουν εάν τα γονίδια που απαιτούνται για την κατασκευή κελύφους σε άλλα είδη κεφαλόποδων, όπως οι ναυτίλοι, επαναχρησιμοποιούνται για να σχηματίσουν μια θήκη αυγών σε αυτά τα ζώα.

Οι Αργοναύτες είναι γνωστό ότι είναι δύσκολο να κρατηθούν σε αιχμαλωσία, έτσι για να εξασφαλίσουν γενετικές πληροφορίες, ο Σετιαμάργκα και η ομάδα του συνέλεξαν δείγματα από μεγαλύτερους αργοναύτες με τη βοήθεια ντόπιων ψαράδων στη Θάλασσα της Ιαπωνίας κοντά στα νησιά Όκι. Στη συνέχεια, οι ερευνητές ανέλυσαν την αλληλουχία του εξαγόμενου DNA του αργοναύτη για να κατανοήσουν τις λειτουργίες του. Συγκρίνοντας αυτές τις πληροφορίες με αυτές των σχετικών μαλακίων, οι ερευνητές μπόρεσαν να προσδιορίσουν ότι οι πρωτεΐνες που απαιτούνταν για το σχηματισμό θηκών αυγών δεν χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή κελύφους στους συγγενείς τους, υποδηλώνοντας ότι οι θήκες αυγών είχαν εξελιχθεί ανεξάρτητα. Ωστόσο, οι συγγραφείς σημειώνουν ότι χρειάζεται περαιτέρω έρευνα για να κατανοηθεί καλύτερα γιατί οι αργοναύτες έχουν διατηρήσει τη γενετική πληροφορία που χρησιμοποιούν οι συγγενείς τους για τα δικά τους κελύφη και εάν αυτά τα γονίδια μπορεί να εξυπηρετούν διαφορετικό σκοπό για τους αργοναύτες.

«Αν και μπορείτε να βρείτε τα γονίδια που χρησιμοποιούνται για να σχηματίσουν το κέλυφος του μαλακίου μέσα στο γονιδίωμα των αργοναυτών, δεν τα χρησιμοποιούν για να σχηματίσουν [egg cases]. Επομένως, δεν ξέρουμε τι κάνουν ακόμα στο γονιδίωμα. Αυτό θα είναι ένα άλλο ερώτημα, λέει η Σετιαμάργκα.

Αν και αυτή η έρευνα υποδηλώνει ότι η θήκη του αυγού εξελίχθηκε ξεχωριστά από το κέλυφος του ναυτίλου, αυτές οι δομές εξακολουθούν να μοιράζονται μια βασική λειτουργία: την άνωση. Σε αντίθεση με πολλά καλαμάρια που ζουν στη βενθική ζώνη κατά μήκος του πυθμένα του ωκεανού, οι αργοναύτες είναι πελαγικοί: Κουνούν στον ανοιχτό ωκεανό. Χωρίς την άγκυρα στον βυθό, ο έλεγχος της άνωσης είναι απαραίτητος. «Μέσα στο κέλυφος, το θηλυκό κάνει νόημα να έχει έναν θύλακα αέρα», λέει η Janet Voight, βοηθός επιμελήτρια ασπόνδυλων στο Μουσείο Field του Σικάγο, η οποία δεν ήταν μέλος της ερευνητικής ομάδας. «Και μετά κατεβαίνει στη στήλη του νερού, αυτός ο θύλακας αέρα συμπιέζεται και αυτό της δίνει λίγη άνωση. Έτσι, αυτό αντισταθμίζει το βάρος της ίδιας και των αναπτυσσόμενων ωαρίων της». Οι Ναυτίλοι χρησιμοποιούν ομοίως τα κελύφη τους για να ρυθμίσουν την άνωση, βασιζόμενοι στην όσμωση για τον έλεγχο των κινήσεων του νερού και των αερίων μέσα.

Ωστόσο, τόσο ο αρσενικός όσο και ο θηλυκός ναυτίλος γεννιούνται με κοχύλια και προσθέτουν περισσότερους θαλάμους καθώς γερνούν, ενώ οι αρσενικοί αργοναύτες, που έχουν περίπου το μέγεθος της άκρης ενός ανθρώπινου αντίχειρα, δεν φτιάχνουν ποτέ θήκες αυγών. Οι θηλυκές αργοναύτες, από την άλλη – ή οκτώ – φτιάχνουν τα δικά τους «κελύφη» μετά το ζευγάρωμα, κυριολεκτικά με τα χέρια τους, εκκρίνοντας ένα ορυκτό που ονομάζεται ασβεστίτης από δύο εξειδικευμένους βραχίονες.

Αυτή η μελέτη είναι ένα μικρό βήμα για την καλύτερη κατανόηση αυτών των άπιαστων πλασμάτων, λέει ο Setiamarga. «Αν θέλετε να μάθετε τις λεπτομέρειες για το πώς εξελίσσονται ορισμένα χαρακτηριστικά, στο τέλος της ημέρας πρέπει να κοιτάξετε πίσω στο γονιδίωμα», λέει. Περίπου το ενενήντα οκτώ τοις εκατό των ζώων στον πλανήτη είναι, όπως οι Αργοναύτες, ασπόνδυλα, σημειώνει. “Και δεν έχουμε αρκετές γονιδιωματικές πληροφορίες γι’ αυτά. Εάν σας ενδιαφέρει η διατήρηση, δεν έχουμε αρκετές πληροφορίες για να κάνουμε επιστημονικά ακριβείς οδηγίες.”

Η αλληλούχιση του γονιδιώματος των αργοναυτών όχι μόνο συμπληρώνει την κατανόησή μας για τα ασπόνδυλα – βελτιώνει επίσης όσα γνωρίζουμε για τη ζωή στη θάλασσα. “Πρόκειται για μια ομάδα ειδών που απαντάται σχεδόν σε όλους τους ωκεανούς και δεν γνωρίζουμε τα βασικά για αυτό. Δεν φαίνεται λοιπόν ότι θα έπρεπε;” λέει ο Voight. «Οι ωκεανοί είναι τόσο σημαντικοί για εμάς, και καθώς η κλιματική αλλαγή χειροτερεύει, θα το μάθουμε. Αν δεν τα μάθουμε τώρα, ίσως να μην τα καταφέρουμε».

Leave a Comment