Scienty

Благодаря проделанной работе, ученым удалось впервые полностью секвенировать геном адского вампироморфа (Vampyroteuthis infernalis) — уникального головоногого моллюска, который встречается на глубинах от 400 до 1000 метров. Это открытие поможет раскрыть механизмы эволюции современных осьминогов и их вымерших предков.

Фото: img.freepik.com

Адского вампира, иногда именуемого «живым ископаемым», представляет собой единственного ныне живущего представителя древнего отряда вампироморфов (Vampyromorpha). Этот небольшой головоногий моллюск сочетает в себе черты кальмаров и осьминогов. Его студенистое тело, достигающее в длину до 30 сантиметров, способно изменять окраску от чёрного до красно-фиолетового, а огромные глаза – самые большие относительно размера тела среди всех животных – отражают свет различными цветами. Практически вся поверхность тела адского вампира покрыта фотофорами – органами, производящими свечение, которые служат для маскировки и отпугивания потенциальных врагов.

Первое описание этого вида принадлежит немецкому зоологу Карлу Хуну, которое датируется 1903 годом. Он изначально классифицировал его как осьминога. Адский вампир обитает в зоне кислородного минимума, в таких средах, где концентрация кислорода недостаточна для аэробного метаболизма, не может выжить ни один другой известный науке головоногий моллюск. Эти животные размножаются нечасто, производя небольшое количество крупных яиц, а самки вынашивают потомство более чем год.

Генетики из Японии, Австрии и Германии смогли расшифровать геном этого необычного морского существа. Для секвенирования была применена технология PacBio HiFi, данная технология позволяет проводить высокоточное секвенирование протяженных фрагментов ДНК. В результате исследователи получили геном, содержащий более десяти гигапар оснований — это один из самых больших геномов, известных у животных. Несмотря на сложность, ученым удалось определить его четкую структуру, которая демонстрирует древнее состояние хромосом головоногих.

Результаты научной работы, опубликованной в журнале iScience, продемонстрировали, что геном адского вампира в значительной степени сохранился кариотипа (наличие определенного набора хромосом (совокупность признаков), свойственного кальмарам и каракатицам, отличает их от современных осьминогов, которые «перенесли» значительные слияния и перестройку хромосом. По мнению исследователей, это послужило фундаментом для их эволюции — развития уникального мозга, интеллекта и поведенческих особенностей.

Сравнение генома адского вампира с геномами кальмаров, осьминогов (Octopus vulgaris), аргонавтов (Argonauta hians) и каракатиц позволило исследовательской группе под руководством Масааки Ёсида из Университета Симанэ (Япония) установить, что хромосомная структура адского вампира больше схожа с таковой у кальмаров, нежели у осьминогов, являющихся его ближайшими родственниками. Таким образом, кариотип кальмаров, а не осьминогов, мог послужить базовым состоянием для эволюции всех современных головоногих.

Кроме того, повторяющиеся элементы составляют 62% генома адского вампира, преимущественно это длинные ретротранспозоны ( LINEs) — эти последовательности ДНК встречаются в геноме эукариот, однако, несмотря на их значительное количество, геном Vampyroteuthis infernalis претерпел относительно небольшие изменения по сравнению с геномом осьминогов. Адский вампир, который питается детритом и зоопланктоном, сохранил рудиментарные остатки «утраченных рук», что свидетельствует о его родстве с кальмарами, обладающими десятью щупальцами.

Более детальный анализ генома адского вампира даст возможность выяснить, как масштабные изменения в генетическом коде обуславливают возникновение новых поведенческих моделей и физических особенностей у животных, начиная от моллюсков и заканчивая млекопитающими.