По много причини големите бели акули трябва да се считат за супергерои на океана, обитаващи океана - те са големи и силни, живеят дълги животи, могат да заздравят раните си забележително бързо и дори е много вероятно рядко да се разболеят от рак. Но как е възможно тези древни гиганти да имат толкова много черти, подобни на супергерой? Учените направиха голяма стъпка към отговора на този въпрос, като декодираха целия геном на голямата бяла акула.
Международен екип от изследователи, ръководен от учени от Изследователския център за акули на Фондация Save Our Seas и изследователския институт Гай Харви от университета Нова Югоизточна във Флорида, секвенцира генома на голямата бяла акула (Carcharodon carcharias) и го сравниха с геномите на няколко други гръбначни животни. Екипът откри богатство от необичайни генетични характеристики, които биха могли да обяснят защо белите акули са супергероите (или свръхлюбите, ако сте пухкав морски лъв) на морето. Проучването им е публикувано онлайн в понеделник (18 февруари) в списанието Proceedings of the National Academy of Sciences.
Генетичната стабилност е ключова
Секвенирането на генома на голямата бяла акула не беше малка задача - геномът се състоеше от 4,63 милиарда базови двойки (азотсъдържащи молекули, които съставляват „стълбовете“ на ДНК стълбата), което е около 1,5 пъти по-голямо от човешкия геном. „Това е доста впечатляващо усилие“, каза Дови Кацев, морски молекулярен еколог и изследовател в Националния научен център за риболов на морския риболов в Югозападен научен център в Калифорния, който не участва в проучването.
Близо 60 процента от генома на бялата акула се състоят от многократни генетични последователности, което е подобно на това, което се наблюдава в човешкия геном. Особеното при генома на бялата акула е, че много от тези повтарящи се региони са кодове за специална група гени, известни като LINE.
„Те правят копия от себе си и след това се вмъкват на случаен принцип на различни места в генома и в процеса на тях правят двойни вериги в ДНК, които трябва да бъдат поправени“, казва Майкъл Станхоуп, еволюционен биолог от Университета Корнел в Ню Йорк , Станхоуп ръководи изследването с Николас Марра и Махмуд Шивджи, природозащитни биолози от университета в Нова Югоизточна.
Тези чести разкъсвания на ДНК правят генома нестабилен, което обикновено води до по-висок риск от генетични мутации, причиняващи проблеми, които в крайна сметка могат да доведат до рак. Но белите акули изглежда са се развили по начин да избегнат такава геномна нестабилност.
Изследователите открили, че геномът на бялата акула съдържа много гени, отговорни за поддържането на генетичната стабилност - неща като гени за възстановяване на ДНК и потискащи тумора гени. И когато изследователите сравниха гените за стабилност на бялата акула с аналогични гени в други гръбначни животни, те откриха малки промени в генната последователност, които предполагат специфичен модел на еволюционна адаптация за тези гени при белите акули.
„Мислете за това като за фина настройка на ролята на тези гени за поддържане на стабилността на генома при бялата акула“, каза Станхоуп.
Хората спекулират, че акулите имат много по-нисък процент на рак в сравнение с други животни, но „няма много реални данни, за да се каже това със сигурност“, каза Кацев. Независимо от това, изобилното присъствие на специално адаптирани гени за стабилност може да обясни потенциалната резистентност на рака.
"Ако искате да предотвратите рака, трябва да поддържате стабилността на вашия геном", каза Станхоуп, което означава да се избягват генетични мутации. Натрупването на излишни мутации води до рак, но геномът на акулата изглежда специално създаден, за да предотврати това. "Това са неща, които би трябвало да тестваме в лабораторията, за да знаем наистина", каза той.
Stanhope също предупреди, че макар че белите акули могат да имат генетична адаптация, за да им попречат да се разболеят от рак, това не означава, че консумирането на продукти от акули може да попречи на човек да се разболее, въпреки това, което могат да твърдят привържениците на „алтернативната медицина“.
И другите им специални способности ...
Генетиката може да обясни и още една от суперсилите на бялата акула: способността да се лекува бързо. Екипът откри няколко гена на бяла акула, за които е известно, че играят важна роля в процесите на заздравяване на гръбначни животни. И подобно на гените за стабилност, гените за заздравяване на рани в бялата акула са били под същия вид положителни еволюционни налягания за подбор, което означава, че има тенденция броят на тези полезни черти да се увеличава.
"Ние също открихме обогатяване на гени както за заздравяване на рани, така и за гени за стабилност на генома в бялата акула в сравнение с други гръбначни животни", каза Станхоуп. С други думи, геномът на бялата акула има по-висок дял от тези видове гени в сравнение с наблюдаваните в други геноми на гръбначни животни.
Докато екипът откри редица гени, които може би са отговорни за много от способностите на супер-акулата на големите бели, имаше една характеристика, която не беше ясно отчетена от генома: чувствителният снайпер на акулата.
Акулите са известни с това, че имат силно обоняние, така че изследователите очакват да открият множество гени на обонятелни рецептори (OR), които са гените, отговорни за ефективните шнози на други гръбначни животни. Но геномът на бялата акула съдържа изключително малко от тези гени. Вместо това изследователите откриха друга категория гени, наречена вомероназални гени. Тези гени също могат да участват във възприятието на миризма, но те обикновено не са толкова обилни като ИЛИ гените, каза Stanhope. В генома на бялата акула обаче има повече от дузина вомероназални гени, така че изследователите предполагат, че може би тези гени управляват възприемането на миризма в бялата акула.
"Все още сме в точка тук, където надраскваме повърхността, но наличието на тази последователност на генома ни дава отправна точка за справяне с тези въпроси по-подробно", каза Качев. Това изследване несъмнено ще помогне да се отговори на въпроси и за други видове, добави той. „Разбирането на генома на бялата акула е важно не само за бялата акула, но е скеле или прескачаща точка за разбиране на сродните видове.“
Големите бели акули са едни от най-признатите морски същества в света, но населението им се бори, докато хората продължават да ги ловуват от страх и алчност. "Хората имат тези образи на тези, които са изобразени във филми и телевизионни предавания, като тези машини за убийства", каза Качев. И все пак, реалността е, че хората убиват много повече акули, отколкото акулите убиват хората.
"Хората убиват много, много милиони акули всяка година по света по глупави, фалшиви причини за лекарството; за супа от перки от акули и всякакви причини, които са просто трагични", каза Станхоуп. Изследователите се надяват, че тяхното изследване помага на повече хора да осъзнаят колко специални са тези древни гръбначни животни.
„Надявам се хората да разпознаят забележителните, биологични адаптации на тези животни и като следствие да имат по-голяма оценка за тях“, каза Станхоуп.
