Статьи и Литература
36 подписчиков
Теги сообщества
0 человек онлайн
О сообществе
#умер #этуш #актёр #вилли токарев #круз
Все теги сообщества

Открытие генетического маркера пола у осетровых рыб

Открытие генетического маркера пола у осетровых рыб Фото №1

Ученые обнаружили молекулярный маркер определения пола у осетровых в рамках международного проекта STURGEoNOMICS, возглавляемого Институтом пресноводной экологии и рыболовства во внутренних водоемах (IGB) им. Лейбница. Это открытие представляет собой значительный прорыв в эволюционной биологии, в сохранении видов и в аквакультуре, производящей икру. Это генетическое свидетельство характеризует старейшую известную генетическую систему определения пола у позвоночных с микроскопически неразличимыми половыми хромосомами. Короткую последовательность ДНК, зависящую от пола, обнаруженную у нескольких видов осетровых, можно проследить до общего предка осетровых, 180 миллионов лет назад.


Международный поиск генетических маркеров, связанных с полом, у осетровых рыб ведется десятилетиями. В конце концов, осетр не может быть определен по полу по каким-либо внешним признакам, и у этого вида нет дифференцированных половых хромосом, которые можно было бы различить под микроскопом. Геномист доктор Хайнер Куль, первый автор исследования IGB, теперь обнаружил крошечную геномную область, специфичную для самок осетровых рыб. К этому открытию привело полное секвенирование генома многочисленных самцов и самок стерляди - вида осетровых рыб. Эти анализы были выполнены во французском INRAE ​​в лаборатории доктора Яна Гигуэна.


Научный прорыв после десятилетних поисков


Открытие этого генетического элемента также является свидетельством самой древней из известных систем определения пола у позвоночных с недифференцированными половыми хромосомами - возникшей ок. 180 миллионов лет назад. "Это представляет собой научный прорыв. Международная охота на молекулярные маркеры пола у осетровых рыб длилась десятилетиями," - сказал эволюционный биолог IGB доктор Маттиас Штёк, старший автор исследования, и добавляет: "Этот успех стал возможен только благодаря международному сотрудничеству с экспертами. из трех европейских стран с участием геномистов из INRAE ​​в Ренне, Франция, исследователей во главе с профессором д-ром Манфредом Шартлем из Вюрцбургского университета в Германии и д-ром Митикой Чорпак из Румынского Дунайского института DDNI."


В настоящее время для определения пола осетровых используются ультразвуковая диагностика или биопсия. Однако для того, чтобы ультразвуковое определение пола было надежным, осетровые должны достичь прогрессивных стадий созревания, что у некоторых видов может занять от шести до десяти лет. Биопсия гонад инвазивна и вызывает стресс у рыб или даже причиняет им вред. В будущем недавно разработанный маркер позволит ученым различать мужчин и женщин, просто используя ватный тампон для получения ДНК. Более того, надежность этого теста даже превосходит предыдущие методы.


Многие из 27 видов осетровых, встречающихся в мире, находятся под большой угрозой исчезновения. При сохранении осетровых рыб этот маркер будет хорошим инструментом для неинвазивного определения пола рыбы, предназначенной в качестве будущего маточного стада в программах реинтродукции. "Это позволяет целенаправленно отбирать кандидатов в живые генные банки, основываясь не только на редких аллелях, но и на поле. Рыба, не отобранная для развития маточного стада, может быть сразу повторно введена в дикую природу," - оценил доктор Йорн Гесснер, соавтор. автор исследования и координатор программы реинтродукции местного осетра Германии в IGB.


В аквакультуре этот метод может быть использован в будущем для неинвазивного раннего определения пола рыбы, предназначенной для выращивания. Затем производство может быть сосредоточено на выращивании самок на икры и самцов на мясо. Таким образом, испытание ни в коем случае не должно приводить к выбраковке осетровых самцов, как явно подчеркивают исследователи. Этот этический аспект является важным элементом, который необходимо учитывать. "Следующим шагом будет использование маркера для разработки теста на определение пола для практического применения," - прокомментировал исследователь IGB Хайнер Куль, первый автор исследования.


Открытые вопросы о половом развитии осетровых рыб


Половое размножение - это эволюционно старая черта жизни. У позвоночных половое развитие определяется либо триггерами окружающей среды, либо генами, а иногда и их комбинацией. Большинство хладнокровных позвоночных, таких как рыбы и амфибии, не имеют дифференцированных половых хромосом, то есть микроскопически различимой системы XX / XY, как у млекопитающих, или системы ZW / ZZ, как у птиц. Половые хромосомы многих рыб и амфибий можно различить только на уровне ДНК. Для этого есть несколько причин: в большинстве случаев новый мастер-ген становится исходным триггером для определения пола, возможно даже эволюционное изменение половых хромосом у близкородственных видов.


Осетровые и веслоносы включают 27 современных видов, которые произошли от корней 31 000 ныне живущих костистых рыб около 330 миллионов лет назад. В отличие от многих других позвоночных, эволюция осетровых характеризуется удивительно медленными изменениями генома и морфологии. "Сохранение специфической для самок последовательности в течение нескольких раундов полиплоидизации - умножения хромосом в семействе осетровых - представляющее 180 миллионов лет эволюции осетровых, поднимает много интересных биологических вопросов," - пояснил Маттиас Штёк. Как половому локусу удалось пережить эти дупликации всего генома? Почему генетическое определение пола, по-видимому, сохранилось у осетровых, в то время как у многих других видов рыб развился ряд различий в определении пола системы?


Источник: Forschungsverbund Berlin e.V. (FVB)

развернуть

Как генетическое прошлое и настоящее кальмаров Гумбольдта могут обеспечить его будущее

Как генетическое прошлое и настоящее кальмаров Гумбольдта могут обеспечить его будущее Фото №1

Группа морских биологов настаивает на расширении международного сотрудничества для управления популяцией кальмаров Гумбольдта после того, как их исследование по выявлению ее генетических запасов показало ее уязвимость к перелову флотом, пытающимся утолить голод в мире кальмаров.


Морской биолог из Хиросимского университета Густаво Санчес возглавил группу исследователей, чтобы выяснить генетическую структуру популяции кальмаров Гумбольдта в восточной части Тихого океана, используя два типа ДНК-маркеров - митохондриальный ген ND2 и ядерные микросателлитные локусы.


Команда обнаружила, что кальмары Гумбольдта могут проследить свою популяцию до трех исторических матрилиней, которые распространились в течение позднего плейстоцена, и что у этого вида есть по крайней мере два современных генетических фонда, однородно распределенных в северном и южном полушариях.


Различные генетические запасы внутри вида обычно определяются тем, где они кормятся и размножаются. Но у кальмаров Гумбольдта ДНК-маркеры не показали разделения север-юг. Экватор не служит естественным барьером для разделения различных генетических групп этих быстро плавающих пловцов, рискующих попасться в ловушку разными рыболовными флотами на пути их миграции.


"В нашем исследовании мы идентифицируем по крайней мере два генетических фонда, совместно распространенных в северном и южном полушарии восточной части Тихого океана. Наши результаты показывают, что вместо независимой морской политики каждой страны, устойчивость этого кальмара требует международной морской политики," - Сказал Санчес.


Для обеспечения устойчивого рыболовства страны Южной Америки, где традиционно водятся кальмары, установили годовые квоты на вылов. Но исследование показало, что этот подход неэффективен, тем более что ограничения на вылов отсутствуют в международных водах на пути миграции кальмаров.


"Страны, вылавливающие этого кальмара, установили квоты на вылов без учета того, что общее количество кальмаров меняется из года в год и что количество выловленных кальмаров влияет на количество кальмаров в следующем году. Таким образом, генетический вклад потомства каждый год будет также явно колеблются. В такой ситуации существует риск генетической эрозии с меньшим количеством кальмаров, которые также с меньшей вероятностью будут быстро адаптироваться к изменяющейся среде", - отметил он.


"Из нашего исследования также ясно, что кальмары, пойманные в разных странах, также принадлежат по крайней мере к двум разным популяциям, с вероятным разным генетическим вкладом для следующего поколения. Вылов этих кальмаров, не зная, что их генетический вклад различен, также очень рискован."


Мрачное предупреждение


И теплые тропические воды, и более прохладное течение Гумбольдта, которое течет от Огненной Земли на самой южной оконечности материковой части Южной Америки вверх до северного побережья Перу, играют роль в жизненном цикле кальмаров Гумбольдта.


Кальмар ищет теплые воды у экватора, чтобы нерестить скопления нейтрально плавучих яиц. Но ему нужны богатые питательными веществами прохладные воды, в которых они неистово питаются, чтобы превратиться из одномиллиметровых пятнышек параларвы в огромных хищников длиной более 1,2 метра.


Эти кальмары обычно нерестятся только один раз в течение своей годичной жизни, а затем умирают, что делает их будущее нестабильным, если рыболовство не будет остановлено. И такие опасения небезосновательны. 


Его восточного родственника, японского летающего кальмара, постигла та же участь. Годы чрезмерного вылова рыбы, слабый нормативный надзор и меняющийся климат истощили их население тревожными темпами: годовой улов японских рыбаков упал более чем на 70% с более чем 200 000 тонн в 2011 году до 53 000 тонн в 2017 году. Дефицит беспокоит рыбацкий городок Хакодатэ, чья личность и экономика переплетаются с кальмарами.


"Популяция японских летающих кальмаров уменьшилась, и это связано с тем, что по мере распространения этого кальмара у вас есть много флотов из Японии, Китая, Кореи и Тайваня, некоторые из которых обладают высокой способностью ловить этого кальмара. Страны, такие как Китай, имеют "Огромные рыболовные флотилии дальних водоемов могут перемещаться куда угодно за пределами своей национальной юрисдикции, чтобы поймать этого кальмара. Если у вас есть технология, вы можете отправиться в международные воды и поймать что угодно," - сказал Санчес.


Он сказал, что опыт Хакодате может стать мрачным предупреждением о грядущих событиях для его страны Перу.


"Кальмар Гумбольдта - второй по важности экономический вид в Перу. Это означает, что уменьшение количества кальмаров отразится также на экономике страны, особенно на экономике рыбаков, зависящих от этих кальмаров", - сказал он.


Исторические подсказки


Более 90 процентов потепления на Земле за последние 50 лет произошло в океане, и скорость, с которой он нагревается, увеличивается. Потепление океанов из-за изменения климата подтолкнуло морских существ к полюсам. 


Сама популяция кальмаров Гумбольдта расширила свой миграционный путь. Недавно он протянул свой путь дальше на север до Аляски и на юг до оконечности Чили, где этих головоногих, которые охотятся стаями до 1200 человек, можно увидеть рыбацким лодкам на каждой территории на своем пути, а также технологически продвинутым судам, ожидающим в международных водах.


Команда Санчеса обнаружила аналогичную закономерность исторического роста популяции в экстремальных климатических условиях, когда они изучили митохондриальную ДНК кальмаров. Они обнаружили, что повышение глобальной температуры 30 000 лет назад, которое привело к таянию ледников ледникового периода, способствовало повышению уровня моря, благоприятному для распространения популяции кальмаров Гумбольдта. Событие, совпавшее с сокращением популяции кашалотов, их естественных хищников, привело к увеличению популяции кальмаров.


Несмотря на то, что более теплые температуры быстро адаптируются, это означает меньше пищи, меньший размер зрелости и меньшее количество яиц для пополнения его популяции. 


Обеспечение будущего кальмаров Гумбольдта


Многое об этом большом виде кальмаров, включая его охранный статус, до сих пор неизвестно. Но, учитывая его экономическое значение для рыболовных сообществ и важную роль в морской экосистеме в качестве пищи для различных видов, новые знания о его генетическом запасе могут помочь в будущей морской политике по управлению его популяцией.


"Кальмар Гумбольдта является крупнейшим промыслом кальмаров в мире, и в восточной части Тихого океана его активно вылавливают несколько стран, включая такие страны Азии, как Япония, Корея, Китай и Тайвань. Этот кальмар является одним из самых коммерческих кальмаров в мир, и он поддерживает экономику многих стран".


"Выявление генетических запасов, также известных как генетически различные группы, в популяционной генетике очень важно для реализации морской политики, которая контролирует общий улов этого кальмара. Высокая миграционная способность этого кальмара является основной проблемой для определения точного количества генетических запасов и требуется больше генетических ресурсов и выборки, чтобы четко определить это число".


Источник: Hiroshima University

развернуть
Надоела реклама?
Поддержите DIRTY — активируйте Ваш золотой аккаунт!