Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Hvor tidlig pattedyr utviklet nattesyn for å unngå rovdyr

Anonim

Tidlige pattedyr utviklet seg i en utbrudd i juraperioden, og tilpasset en nattlig livsstil når dinosaurene var den dominerende dagdags rovdyr. Hvordan disse tidlige pattedyr utviklet nattesyn for å finne mat og overleve har vært et mysterium, men en ny studie publisering 20. juni i Developmental Cell antyder at stenger i mammaløyet, ekstremt følsomt overfor lys, utviklet seg fra fargebestemt kjegleceller i løpet av denne tiden å gi pattedyr en kant i svake lysforhold.

annonse


Konesceller er spesialisert på bestemte bølgelengder av lys for å hjelpe dyrene med å oppdage farge, mens stenger kan oppdage enda en foton og er spesialisert på lys med lavt lys. "De fleste pattedyr har rod-dominerende retinas, men hvis du ser på fisk, frosker eller fugler, er det store flertallet dominerende - så det evolusjonære spørsmålet har alltid vært:" Hva skjedde? "Sier Anand Swaroop, en retina biolog ved National Eye Institute, en del av National Institutes of Health. "Vi har lenge jobbet for å forstå de grunnleggende mekanismene bak stang- og kegleutvikling."

Tidligere arbeid gjort av Swaroop og hans kollegaer viste at en transkripsjonsfaktor kalt NRL skyver celler i retina mot modning i stenger ved å undertrykke gener involvert i kegleutvikling. "Vi begynte å lure på om, på en eller annen måte, konvoluttene med kort bølgelengde ble omgjort til stenger under evolusjonen, " sier Swaroop.

For å undersøke stammernes opprinnelse i pattedyr, undersøkte Swaroop og hans team stang- og kjegleceller tatt fra mus på ulike stadier av utvikling. Detaljer om en organisms embryonale utvikling avslører ofte egenskaper som bæres av dens evolusjonære forfedre; Tenk for eksempel hvordan menneskelige embryoer begynner å utvikle gillignende slitser og en hale.

Forskerne så at i tidlige stadier, to dager etter at musene ble født, utviklet utviklede stavceller gener som normalt sett i modne kortbølgelengder (som brukes i andre dyr for å oppdage ultrafiolett lys). Når forskerne undersøkte epigenetikken til rensede stavceller fra mus, så de at disse aspektene ble undertrykt av histon og DNA-metyleringer senere i utvikling, ti dager etter at musene ble født.

I sebrafisk, som er døgnlig og kule-dominert, viste et annet sett med eksperimenter at stavcellene ikke lignet på konger i det hele tatt. For å undersøke når pattedyrselementene som slår kjegler til stenger, kan ha oppstått, vurderte forskerne genomiske sekvenser fra en rekke vertebratte dyr. Laget oppdaget at genene som var ansvarlige for reguleringen av NRL, ble mer raffinert i de plasentale pattedyrene da den moderne netthinnen utviklet seg og ble tapt i flere ikke-pattedyrgrupper. Opprinnelsen til dette regulatoriske systemet syntes å falle sammen med evolusjonen av nattlivet i tidlige pattedyr.

Teamet konkluderte med at i pattedyr ble transkripsjonsfaktoren NRL begrenset til fotoreceptorene i øyet, og tvunget cellene til å skifte fra kjegler til stenger og gi tidlig pattedyr kanten de trengte for å ta en aktiv natts livsstil. (Mot-intuitivt avhenger mennesker mer på kjegler for vår visjon, men det er fordi våre forfedre senere utviklet seg for å utnytte dagslystiden igjen.)

"Disse stangfotoreceptorene beholder molekylære fotavtrykk av kortbølgelengder, " sier Swaroop. "Vi har gitt bevis på at ved å anskaffe regulatoriske elementer for NRL for å skifte kortbølgeløpskegler i stenger, forandret tidlige pattedyr en type celle fra å fange UV-lys - noe som ikke er nødvendig om natten - til noe som bare er ekstremt følsom overfor lys. "

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Cell Press . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Kim, Yang og Oel et al. Rekruttering av Rod Photoreceptors fra kortsiktige kjernefrekvensfølsomme kegler under utviklingen av nattlig visjon hos däggdyr . Developmental Cell, 2016 DOI: 10, 1016 / j.devcel.2016.05.023