Feltárták a csikóhalak genetikai titkait
A csikóhalak kétségtelenül az evolúció alkotó kezének egyik gyöngyszemei. Testfelépítésük egyedi, nincsen sem farok-, sem hasúszójuk, függőleges pozícióban úsznak, testük egészét csontos lemezek erősítik, emellett nincs foguk, ami igen ritka a halaknál. Ráadásul a hímek hordják ki az utódokat.
Egy nemzetközi kutatócsoport Axel Meyer vezetésével szekvenálta és elemezte a Hippocampus comes csikóhalfaj génállományát. Gének elvesztését és duplikálódását, valamint a genom szabályozó elemeinek eltűnését mutatták ki, ezek mindegyike hozzájárult szerintük a csikóhalak gyors evolúciójához. A tanulmány eredményeit a Nature friss száma közölte.
A Hippocampus comes (angol elnevezése tigrisfarkú csikóhal) általában 10 centiméteresre nő meg, sárga-fekete csíkos farka van. Az eddig tanulmányozott halak közül nála figyelték meg a leggyorsabb ütemű molekuláris evolúciót.
A szerzők többek között azonosítani tudták a csikóhal fogazatának eltűnéséért felelős genetikai okokat: a sok halban és az emberben is jelenlévő, a fogak kifejlődéséhez hozzájáruló gén egyszerűen elveszett náluk. Már nincs szükségük fogakra különleges táplálkozási módjuk miatt: rágás helyett egyszerűen beszippantják zsákmányukat a hosszú orrukban generált erős negatív nyomás révén.
Ugyanezen genetikai veszteség jellemző a szaglást elősegítő génekre: a csikóhalak vizuális jelek alapján vadásznak, nagyon éles látásuk van, két szemük egymástól független mozgásra képes. Ennélfogva szaglóérzékük a jelek szerint nagyon kis szerepet játszik életükben.
A szerzők szerint különösen említésre méltó a hasúszók elvesztése. Az eme végtagért felelős egyik fontos gén (tbx4), ami egyébiránt szinte az összes gerincesben megtalálható, hiányzik genomjukból. A gén működésének teszteléséhez a kutatók funkcionális elemzést is végeztek: a megfelelő gént deaktiválták a genetikai modellként szolgáló zebrahalakban. Ennek folytán ezek a halak szintén elveszítették hasúszójukat, ami bizonyította a gén fontos szerepét kifejlődésükben.
A génveszteségek mellett a génduplikációk is megfigyelhetőek a csikóhalak evolúciójában. Amikor egy gén duplikálódik, a másolat teljesen új funkciót tölthet be. A csikóhalaknál valószínűleg ennek révén vált lehetővé, hogy az újonnan létrejött gén egy része elősegítse a hím vemhességét.
Ezek a gének feltételezhetően szabályozzák az utódlást, például koordinálják az embriók kikelését a hím testén lévő zsebben. Amint az ivadék kikelt, további gének aktiválódnak. A szerzők úgy hiszik, ezek segítik elő azt a folyamatot, amelynek során az utódok végül elhagyják az apai zsebet.
A Nature-tanulmány szerint az evolúció nemcsak a gének szerepének módosításával ügyködik, hanem a szabályozó elemeket (genetikai kapcsolókat) is befolyásolja. A szabályozó elemek olyan DNS-szegmensek, amelyek a gének működését kontrollálják.
Némelyikük alig változik, mivel nagyon fontos szabályozó funkciót tölt be. A csikóhalakban azonban sok ilyen változatlan, és látszólag fontos elem hiányzik.
Ilyenek például a halak és az emberek csontjainak fejlődéséért felelősek. Valószínűleg ez az egyik oka annak, hogy a csikóhal csontváza olyan nagymértékben módosult. Például nincsen bordája. Helyette, testét csontos lemezek borítják, amelyek erőt kölcsönöznek neki, illetve megvédik a ragadozóktól.
Ezenfelül farka lehetővé teszi, hogy mozdulatlanul beleolvadjon környezetébe tengeri hínárba vagy korallba kapaszkodva. Az eredmények azt sugallják, hogy a megfelelő szabályozó szekvencia hiánya vezetett a végtag kifejlődéséhez.