Een internationaal team van wetenschappers heeft de genetische mechanismen van de evolutie van herkauwers van herten tot runderen geïdentificeerd door herschikkingen in chromosoomhotspots te identificeren. Hierover is een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Genome Research, behorend tot het eerste kwartiel.
De methode maakte het mogelijk om vast te stellen hoe de chromosomale herschikking plaatsvond bij herkauwers - met andere woorden, hoe genen veranderden in hotspots (dit is de naam van de chromosoomregio's die tijdens de evolutie transformatie ondergaan, in tegenstelling tot cold spots die genblokken intact houden). Het bleek dat deze veranderingen van invloed zijn op de regulatie van hele groepen fysiologisch belangrijke genen, in het bijzonder degene die verantwoordelijk zijn voor de spijsvertering, wat kenmerkend is voor de hele onderorde van herkauwers die behoren tot de orde van artiodactylen en hen onderscheidt van andere dieren.
“Herkauwers hebben een complex spijsverteringssysteem, en dat is zo geworden in het evolutieproces. Het is bekend dat de voorouders van alle zoogdieren insecteneters zijn, die veel gemeen hebben met roofdieren. Ze kauwen praktisch niet op voedsel, ze verteren erg snel, dus ze moeten vaak eten. Bij herkauwers duurt het verteringsproces veel langer, bestaat de maag uit vier delen en vindt de vertering plaats in vier fasen. Hoewel, waarschijnlijk, herkauwers ooit hebben gegeten "wat loopt". En tegenwoordig leeft een hert in Zuidoost-Azië - de kleinste en oudste herkauwer ter wereld - het eet krabben en muizen. In het nieuws dat onlangs naar buiten kwam, werd het muskushert gerangschikt als roofdieren, maar ondanks de aanwezigheid van slagtanden voedt het zich uitsluitend met plantaardig voedsel, in het bijzonder bladeren en mos, "zegt de co-auteur van het artikel. Hoofd van de wetenschappelijke leiding van het Instituut voor Moleculaire en Celbiologie van de Siberische afdeling van de Russische Academie van Wetenschappen, doctor in de biologische wetenschappen Alexander Sergejevitsj Grafodatsky. Onder zijn leiding begonnen de genomen van artiodactylen in de Novosibirsk Academgorodok bijna 40 jaar geleden te worden bestudeerd.
Tegenwoordig wordt de methode van chromosoomschilderen (ZooFISH) gebruikt om genomen te bestuderen aan de IMKB SB RAS. Het kreeg deze naam vanwege het feit dat chromosomen zijn gekleurd met fluorochromen - kleurstoffen die kunnen gloeien in ultraviolet of blauw licht. Dit wordt gedaan om chromosoomregio's in verschillende soorten te vergelijken en om te bepalen welke van hen tijdens het evolutieproces ongewijzigd zijn gebleven en welke herschikking hebben ondergaan. De methode, in combinatie met sequentiebepaling en bio-informatica-gegevens verkregen in het buitenland, maakte het mogelijk om met grote nauwkeurigheid de chromosomale herrangschikkingen te bepalen van de belangrijkste voor de evolutie van walvisachtigen, waaronder herkauwers. De chromosomen van alpaca, grijze walvis, Javaanse herten, Siberische muskusherten, giraffen, damherten, Siberische reeën, zwarte antilopen, muskusossen en koeien werden onderzocht.
"We hebben buitengewoon interessante resultaten ontvangen, velen van hen wachten nog op bevestiging, in het bijzonder is er reden om aan te nemen dat dezelfde chromosomale herschikkingen die verantwoordelijk zijn voor veranderingen in het type spijsvertering, ook verband houden met de kenmerken van de bevalling", merkt Alexander Grafodatsky op.