Как мог чудовищный гигантский кальмар, достигающий размеров школьного автобуса, с глазами размером с обеденную тарелку и щупальцами, которые могут схватить добычу на расстоянии 10 метров, стать таким пугающе большим?
Сегодня важные сведения об анатомии и эволюции загадочного гигантского кальмара (Architeuthis dux) раскрываются через публикацию его полной последовательности генома командой Копенгагенского университета, возглавляемой ученым Каролиной Альбертин из Морской биологической лаборатории (MBL), Вудс-Хоул.
Гигантские кальмары редко встречаются и никогда не были пойманы и сохранены живыми, что означает, что их биология (даже то, как они размножаются) по-прежнему остается в значительной степени загадкой. Последовательность генома может обеспечить важное понимание.
“С точки зрения их генов, мы обнаружили, что гигантский кальмар очень похож на других животных. Это означает, что мы можем изучать этих действительно странных животных, чтобы узнать больше о себе”, — говорит Альбертин, который в 2015 году возглавил команду, которая секвенировала первый геном головоногого моллюска (группа, которая включает кальмара, осьминога, каракатицу и наутилуса).
Возглавляемая Рутом да Фонсекой из Копенгагенского университета, команда обнаружила, что гигантский геном кальмара велик: с приблизительно 2,7 миллиардами пар оснований ДНК это около 90 процентов размера генома человека.
Альбертин проанализировал несколько древних, хорошо известных семейств генов гигантского кальмара, проведя сравнение с четырьмя другими видами головоногих моллюсков, которые были секвенированы, и с геномом человека.
Она обнаружила, что важные гены развития почти у всех животных (Hox и Wnt) присутствовали в единичных копиях только в гигантском геноме кальмара. Это означает, что это гигантское беспозвоночное существо – источник знаний о морских чудовищах – не стало таким большим благодаря дупликации всего генома, стратегии, которую эволюция приняла давным-давно, чтобы увеличить размер позвоночных.
Итак, зная, как этот вид кальмара стал таким гигантским, мы ожидаем дальнейшего изучения его генома.
«Геном — это первый шаг для ответа на многие вопросы о биологии этих очень странных животных. Например, как они приобрели самый большой мозг среди беспозвоночных, их сложное поведение и ловкость, а также их невероятное умение мгновенно маскироваться. Хотя головоногие моллюски имеют много сложных особенностей, считается, что они развились независимо от позвоночных. Сравнивая их геномы, мы можем спросить: строятся ли головоногие и позвоночные одинаково или по-разному”, — добавляет Альбертин.
Альбертин также определил более 100 генов в семействе протокадеринов — обычно не встречающихся в изобилии у беспозвоночных — в геноме гигантского кальмара.
«Протокадерины считаются важными для правильного подключения сложного мозга. Их считали позвоночными инновациями, поэтому мы были очень удивлены, когда обнаружили более 100 из них в геноме осьминога (в 2015 году). И мы также обнаружили подобное расширение протокадеринов в гигантском кальмаре”, — заключают исследователи.
Наконец, она проанализировала семейство генов, которое (до сих пор) является уникальным для головоногих моллюсков, называемых рефлектинами. Рефлектины кодируют белок, который участвует в создании радужности. Цвет является важной частью камуфляжа, поэтому ученые пытаются понять, что делает эта генная семья и как она работает.
Наличие этого гигантского генома кальмара является важным узлом, помогающим понять, что делает головоногих головоногими. И это открытие также может помочь понять, как новые и новые гены возникают в процессе эволюции.
