Тайна морского дракона раскрыта

Морские драконы (Phyllopetryx taeniolatus) живут у побережья в западной и южной Австралии. Международная группа с участием биолога-эволюциониста Акселя Мейера из Университета Констанца обнаружила генетическую основу некоторых внешних характеристик морского дракона, таких как отсутствие зубов и отчетливые листообразные придатки. Команда также локализовала ген определения пола в геноме морского дракона. Исследование будет опубликовано в Достижения науки 18 августа 2021 г.


Знатоки камуфляжа

Морские драконы принадлежат к семейству Syngnathidae вместе с морскими коньками и иглобрюхами. Их название связано с драконоподобной формой их тел и эффектной окраской их особенных листоподобных придатков кожи. Они считаются экспертами в камуфляже из-за их способности имитировать внешний вид морских водорослей. Как и другие представители семейства Syngnathidae, морские драконы демонстрируют особую адаптацию и поведение: у них трубчатый беззубый рот, у них отсутствуют брюшные и тазовые плавники и чешуя, типичные для рыб, но вместо этого у них есть костная раковина, покрывающая все их тело. .

Сушеные морские коньки используются в традиционной китайской медицине, что привело к тому, что многие виды оказались под угрозой исчезновения. Они не плавают горизонтально, а вместо этого медленно скользят по коралловым рифам и мелководным прибрежным водам, почти вертикально – как лошади – наклонив голову вниз. Их цепкий хвост можно использовать, чтобы цепляться за вещи. Как и другие виды морских коньков, самцы морского дракона несут ответственность за защиту ярко-розовых яиц, прикрепленных к внешней стороне их тела, до тех пор, пока они не вылупятся.

При секвенировании генома и изучении генетической основы других внешних характеристик морских драконов исследователи из пяти команд из Китая, Сингапура, Японии и Германии сосредоточили свои усилия на определении пола, беззубости и недавно появившихся придатках кожи морских драконов. Группа исследователей, возглавляемая профессором Цян Линем из Китайской академии наук в Гуанчжоу, показала, что за это эволюционное развитие отвечает ряд генов, которые обычно контролируют развитие плавников. Листовидные придатки кожи морских драконов, таким образом, представляют собой сильно измененные плавниковые лучи.

Как и морские коньки, морские драконы тоже беззубые. Они используют свои длинные морды, чтобы всасывать пищу, мелких ракообразных, и глотать их целиком. Анализ генома показывает, что у родственников морских коньков также отсутствуют некоторые гены, которые способствуют развитию зубов у других рыб, а также у людей. Исследовательская группа проверила гипотезу о соответствующем гене scpp5, отключив этот ген у рыбок зебра, хорошо изученного модельного организма с глоточными зубами. Как и ожидалось, у мутировавшей рыбы были уменьшены зубы. Таким образом, функция отсутствующего гена, ответственного за потерю зубов, была доказана в молекулярно-биологических экспериментах CRISPR-Cas.

Самцы ухаживают за оплодотворенными яйцами

Также типично, что самцы семейства морских коньков заботятся об оплодотворенных яйцах до тех пор, пока они не вылупятся. Самцы морских коньков развили выводковые мешочки, но самцы более старых видов морских драконов все еще несут липкие яйца на своих хвостах. Самки откладывают яйца в это специальное место на телах самцов, а затем они разносятся самцами-морскими драконами и, таким образом, защищаются от хищников. Как правило, самцы рыб чаще заботятся об оплодотворенных икринках, чем самках, хотя эта конкретная форма эволюционировала только у представителей семейства морских коньков.

В этом контексте исследователи искали механизмы определения пола, ранее неизвестные у морских драконов. В целом у рыб сложно локализовать определение пола, так как они в большинстве своем не имеют особых половых хромосом, как X- и Y-хромосомы у млекопитающих. Команда обнаружила, что молекулярная основа определения пола у морских драконов лежит в гормоне Мюллера, что ранее также было зарегистрировано для морских коньков.