史无前例的基因研究表明,巨型乌贼可能非常聪明

时间:2020-04-17 20:20 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

史无前例的基因研究表明,巨型乌贼可能非常聪明

在黑暗的海洋深处,有一个庞然大物已经困扰了人类几个世纪。巨型乌贼激发了人们对巨怪北海巨怪的了解,也激发了人们对巨怪可怕的力量和威力的传说,这些传说曾让人类着迷了几个世纪。但尽管它们如此迷人,它们也同样难以捉摸——我们甚至从未成功地抓住过一个俘虏。但现在——这是科学界的一次胜利——我们终于解开了围绕这种神秘生物的至少一个谜团,有幸与传说中著名的巨型乌贼亲密接触。

本周发表在《超级科学》(GigaScience)杂志上的一项研究中,研究人员首次详细描述了巨型乌贼的基因组。该论文称,这一发现使得“几个悬而未决的进化问题得以解开”。

研究人员说,了解巨型乌贼的基因可以帮助科学家了解它的独特特征,比如它是如何长到这么大的,以及它是如何适应海洋深处的生活的。

芝加哥大学(University of Chicago) Hibbit研究员卡洛琳·阿尔贝丁(Caroline Albertin)在一份声明中说:“基因组是回答这些非常奇怪的动物的生物学问题的第一步。”

Architeuthis dux于1857年首次被研究人员在《世界海洋物种名录》中描述。这些庞大的头足类动物身长可达60英尺,但大多数都在30英尺左右,比一辆双层巴士稍长。

巨型乌贼从未被捕获、饲养或圈养过,所以尽管它们激发了我们的好奇心,但还有很多关于它们的东西我们还没有发现。但是多亏了这项新研究,我们开始了解这些动物的生物学和生活细节。

例如,根据这篇论文,我们现在知道,巨型乌贼的基因组中大约有27亿个DNA碱基对。人类有大约30亿个碱基对。

研究人员还在巨乌贼的基因组中发现了100个属于原生粘蛋白家族的基因——通常在无脊椎动物中并不多见。这些基因是巨型乌贼拥有复杂而高度进化的大脑的标志。

“人们认为原生粘蛋白在正确连接复杂的大脑方面很重要,”Albertin说。“它们被认为是脊椎动物的创新,所以当我们(在2015年)在章鱼基因组中发现超过100个的时候,我们真的很惊讶。”这看起来就像一个确凿的证据,证明你可以做出一个复杂的大脑。我们在大乌贼身上也发现了类似的原生粘质扩张。”

不幸的是,这项研究没有回答的一个问题是,巨型乌贼是如何变得如此巨大的。巨型乌贼的基因组只显示了重要的发育基因的单一拷贝。根据这篇论文,这一发现与之前在脊椎动物中发现的乌贼变大的进化适应——通过全基因组复制——的可能原因相矛盾。目前,大小之谜仍未解开。

研究人员表示,通过创建带注释的基因组,他们“为未来研究这一令人敬畏的生物之谜奠定了基础。”这项研究还有助于头足类动物的整体基因组知识,这是一组行为先进的无脊椎动物,进一步增加了研究人员对地球上的生命及其巨大的生物多样性的知识。

文摘:

背景:巨型乌贼(大王乌贼;斯蒂恩斯特拉普,1857年)是一种神秘的巨型软体动物,除了在北极和南极的深水区外,在全球范围内都有分布。这种物种的飘忽不定使研究变得困难。因此,为这种深海生物装配一个基因组将会解开几个悬而未决的进化问题。

发现:我们提出草案基因组组装,其中包括200 Gb的Illumina公司读,4 Gb的Moleculo合成长阅读,和芝加哥108 Gb的库,最终大小匹配估计基因组大小的2.7 Gb, 4.8 Mb的脚手架将军。我们也提供了一个替代装配包括27个Gb原材料读取使用太平洋生物科学生成平台。此外,我们还对来自其他3种鱿鱼(Onychoteuthis banksii、Dosidicus gigas和Sthenoteuthis oualaniensis)的同一个体的蛋白质组和3种不同组织类型的RNA进行了测序,以辅助基因组注释。我们注释了33406个有证据支持的蛋白质编码基因,BUSCO估计的基因组完整性达到92%。重复区域占基因组的49.17%。

结论:这一注释的a . dux基因组草案为研究该物种的独特特征,包括其巨大体型和对深海环境的关键适应提供了重要的资源。

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